浙江至德鋼業有限公司技術人員通過多年時間操作不銹鋼(gang)焊接(jie)經驗總結,認為影響奧氏體不銹鋼焊接接頭晶間腐(fu)蝕因素主要有以下幾點:
1. 熱溫度和時間的影響
18-8型不銹鋼或其焊縫金屬在溫度為450~850時間越長,晶間腐蝕越嚴重,通常把450~850℃的溫度區間稱之為敏化溫度(又稱危險溫度區)當18-8型不銹鋼材及其焊接接頭,熱影響區最高溫度低于600℃或高于1000℃時,通常不會產生晶間腐蝕敏化現象。
2. 焊接(jie)條件的影響
有人曾(ceng)進(jin)行過這方面試(shi)驗,采用相(xiang)(xiang)同(tong)成分的(de)(de)18-8型不銹鋼(gang)(gang)鋼(gang)(gang)板,選用相(xiang)(xiang)同(tong)的(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)參數施(shi)(shi)焊(han)(han)(han),其中一(yi)批焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)試(shi)件先(xian)放在-70℃冷卻(que)后,在預(yu)(yu)冷溫(wen)(wen)度(du)下(xia)(xia)施(shi)(shi)焊(han)(han)(han);另一(yi)批焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)試(shi)件預(yu)(yu)先(xian)在450℃爐中加(jia)熱(re)(re),然后預(yu)(yu)熱(re)(re)到(dao)450℃狀態下(xia)(xia)施(shi)(shi)焊(han)(han)(han)。焊(han)(han)(han)后將這兩批焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)試(shi)件加(jia)工成相(xiang)(xiang)同(tong)尺寸(cun)的(de)(de)試(shi)樣放在70℃相(xiang)(xiang)同(tong)的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)溶液中分別保(bao)(bao)溫(wen)(wen)4h、6h、12h、24h。結(jie)果發(fa)現(xian)預(yu)(yu)先(xian)冷卻(que)至-70℃的(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)試(shi)樣,即使保(bao)(bao)溫(wen)(wen)24h后也未發(fa)現(xian)任(ren)何腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)痕跡;而(er)預(yu)(yu)熱(re)(re)到(dao)450℃的(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)試(shi)樣,保(bao)(bao)溫(wen)(wen)12h已喪失了(le)耐(nai)(nai)晶(jing)間(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)能力。這說明了(le)敏化溫(wen)(wen)度(du)下(xia)(xia)的(de)(de)停留時間(jian)對焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)的(de)(de)耐(nai)(nai)蝕(shi)(shi)性(xing)有重要的(de)(de)影響。因此(ci),對耐(nai)(nai)晶(jing)間(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)能要求很高且(qie)尺寸(cun)不大的(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)構件,預(yu)(yu)先(xian)冷卻(que)是一(yi)種可行的(de)(de)提高焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)耐(nai)(nai)晶(jing)間(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)能力的(de)(de)工藝(yi)措施(shi)(shi)。
3. 焊后熱(re)處(chu)理參(can)數的影響
用含鈦(tai)的18-8型不銹鋼板(ban)材焊成幾組焊接試件,用不同參(can)數的熱(re)處理(li)進行了對比(bi)試驗(yan)。
a. 焊后焊接試樣不進行(xing)熱處理。
b. 焊(han)后(hou)將焊(han)接試樣(yang)放(fang)在爐內加(jia)熱(re),加(jia)熱(re)到650℃,保溫(wen)2h,然(ran)后(hou)空(kong)冷(稱之敏化處(chu)理)。
c. 焊(han)后將(jiang)焊(han)接試樣放在爐內加(jia)熱(re),加(jia)熱(re)到880℃,保(bao)溫2h,然(ran)后空冷(leng)(稱之為穩定化處理)。
d. 焊(han)(han)后將焊(han)(han)接試樣放在爐內加(jia)(jia)熱,加(jia)(jia)熱到1050℃,保溫30mm然后水冷(稱之固溶(rong)處理)。
將上(shang)述(shu)這批(pi)焊接(jie)(jie)(jie)(jie)試(shi)(shi)樣放在(zai)同(tong)一腐蝕(shi)(shi)介質(zhi)中(zhong)進行晶(jing)(jing)間(jian)腐蝕(shi)(shi)試(shi)(shi)驗。從試(shi)(shi)驗結果可以看出:經敏化(hua)處理的(de)(de)(de)焊接(jie)(jie)(jie)(jie)試(shi)(shi)樣耐晶(jing)(jing)間(jian)腐蝕(shi)(shi)性能最(zui)差;焊后沒有(you)進行熱(re)處理的(de)(de)(de)焊接(jie)(jie)(jie)(jie)試(shi)(shi)樣次之;穩定化(hua)處理和固溶(rong)處理的(de)(de)(de)焊接(jie)(jie)(jie)(jie)試(shi)(shi)樣,與沒有(you)熱(re)處理的(de)(de)(de)焊接(jie)(jie)(jie)(jie)試(shi)(shi)樣相比(bi),耐晶(jing)(jing)間(jian)腐蝕(shi)(shi)能力(li)不僅沒有(you)降低(di)反而提高了所(suo)以,為了提高焊接(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭耐晶(jing)(jing)間(jian)腐蝕(shi)(shi)能力(li),在(zai)工藝(yi)上(shang)可采用這兩種熱(re)處理的(de)(de)(de)方法(fa)。
4. 成分(fen)和組織對晶間(jian)腐蝕的影(ying)響
焊縫(feng)金(jin)(jin)屬的(de)晶(jing)間腐蝕(shi),除(chu)了(le)上述(shu)因素(su)(su)影響之外,更主要地與其(qi)成分和組織有關(guan)。若18-8型不銹(xiu)鋼(gang)焊縫(feng)為純奧(ao)氏(shi)體(ti)組織,則比較容易(yi)形成晶(jing)間腐蝕(shi)。如果焊縫(feng)金(jin)(jin)屬中滲入(ru)適(shi)當(dang)的(de)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)形成元素(su)(su),就會使(shi)(shi)焊縫(feng)金(jin)(jin)屬形成奧(ao)氏(shi)體(ti)-鐵(tie)素(su)(su)體(ti)雙相(xiang)組織。這時,在奧(ao)氏(shi)體(ti)晶(jing)內以及晶(jing)粒(li)與晶(jing)粒(li)之間有一定數量的(de)鐵(tie)素(su)(su)體(ti),它能分散(san)或隔斷(duan)所形成的(de)鉻(ge)的(de)碳化(hua)物(wu)(wu),使(shi)(shi)奧(ao)氏(shi)體(ti)的(de)晶(jing)粒(li)交界面上不會形成連(lian)續(xu)的(de)網(wang)狀鉻(ge)的(de)碳化(hua)物(wu)(wu),從而可提高焊縫(feng)金(jin)(jin)屬耐晶(jing)間腐蝕(shi)的(de)能力。這是在焊縫(feng)金(jin)(jin)屬中加入(ru)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)形成元素(su)(su)的(de)又一種效果。鐵(tie)素(su)(su)體(ti)形成元素(su)(su)除(chu)鉻(ge)外,還有鉬、釩、鎢、鈦、鈮、硅(gui)等(deng)。
在(zai)18-8型不(bu)(bu)銹鋼焊縫(feng)金屬(shu)中,滲入某些(xie)強烈(lie)形成(cheng)碳(tan)化(hua)(hua)物(wu)元(yuan)(yuan)素(su),如鈦、鈮、鉭、鋯等,同樣也能(neng)(neng)提高焊縫(feng)金屬(shu)抗晶間腐(fu)蝕能(neng)(neng)力(li)。這(zhe)是由于(yu)這(zhe)些(xie)合金元(yuan)(yuan)素(su)很容易與碳(tan)結合成(cheng)很穩定的(de)碳(tan)化(hua)(hua)物(wu),從而使(shi)鉻的(de)碳(tan)化(hua)(hua)物(wu)大大減少,在(zai)晶粒邊(bian)界(jie)就不(bu)(bu)會出現貧鉻現象,使(shi)焊縫(feng)金屬(shu)內(nei)部組織穩定。這(zhe)些(xie)能(neng)(neng)生(sheng)成(cheng)碳(tan)化(hua)(hua)物(wu)的(de)合金元(yuan)(yuan)素(su),稱它們(men)為(wei)穩定化(hua)(hua)元(yuan)(yuan)素(su)。
按照貧(pin)鉻理論,最(zui)根(gen)本有(you)(you)效的(de)(de)方法是(shi)降低(di)(di)焊縫金(jin)屬(shu)中(zhong)(zhong)碳的(de)(de)含量,直到(dao)低(di)(di)于它(ta)在(zai)奧氏(shi)體中(zhong)(zhong)室溫附(fu)近(jin)的(de)(de)溶(rong)解極限(xian),以(yi)徹底避免碳化物的(de)(de)析出。這樣就不(bu)會有(you)(you)貧(pin)鉻區帶(dai),從而就達(da)到(dao)了(le)防止產(chan)生晶間(jian)腐蝕的(de)(de)目(mu)的(de)(de)。采用超(chao)(chao)低(di)(di)碳18-8型不(bu)銹(xiu)鋼材質,配備超(chao)(chao)低(di)(di)碳18-8型不(bu)銹(xiu)鋼焊接材料,其焊縫金(jin)屬(shu)抗晶間(jian)腐蝕能力得到(dao)提高。
除上述因素外,對(dui)18-8型不銹鋼(gang)焊接(jie)接(jie)頭(tou)抗(kang)晶(jing)間腐蝕有影響的還有加工硬化。對(dui)不含(han)有穩(wen)定(ding)化元(yuan)素的18-8型不銹鋼(gang)焊接(jie)接(jie)頭(tou),受過冷(leng)變(bian)形后(hou),對(dui)不同腐蝕介質的抗(kang)晶(jing)間腐蝕性能均(jun)有所提(ti)高,但提(ti)高程度(du)是各不相同的。選擇不同的焊接(jie)方法和(he)焊接(jie)工藝,通過對(dui)其焊縫金屬成分(fen)、組織以(yi)及焊接(jie)熱循環的調整,可對(dui)焊接(jie)接(jie)頭(tou)抗(kang)晶(jing)間腐蝕產生(sheng)一(yi)定(ding)的影響。

