浙江至德鋼業有限公司技術人員通過多年時間操作不(bu)銹鋼焊接經驗總結,認為影響奧氏體不銹鋼焊接接頭晶(jing)間腐蝕因素主要有以下幾點:
1. 熱溫度和時間的影響
18-8型不(bu)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. 焊接條(tiao)件的影響(xiang)
有(you)(you)人(ren)曾進行過這(zhe)方面試(shi)(shi)(shi)(shi)驗,采用(yong)相同(tong)成分(fen)的(de)(de)(de)18-8型不(bu)銹(xiu)鋼鋼板,選用(yong)相同(tong)的(de)(de)(de)焊接(jie)參數施(shi)焊,其中(zhong)一(yi)批焊接(jie)試(shi)(shi)(shi)(shi)件(jian)(jian)(jian)先放(fang)在(zai)-70℃冷(leng)卻后(hou),在(zai)預(yu)冷(leng)溫(wen)度下(xia)(xia)施(shi)焊;另一(yi)批焊接(jie)試(shi)(shi)(shi)(shi)件(jian)(jian)(jian)預(yu)先在(zai)450℃爐中(zhong)加熱,然后(hou)預(yu)熱到450℃狀態(tai)下(xia)(xia)施(shi)焊。焊后(hou)將這(zhe)兩批焊接(jie)試(shi)(shi)(shi)(shi)件(jian)(jian)(jian)加工成相同(tong)尺寸(cun)的(de)(de)(de)試(shi)(shi)(shi)(shi)樣放(fang)在(zai)70℃相同(tong)的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)溶液(ye)中(zhong)分(fen)別保溫(wen)4h、6h、12h、24h。結果發現預(yu)先冷(leng)卻至-70℃的(de)(de)(de)焊接(jie)試(shi)(shi)(shi)(shi)樣,即使(shi)保溫(wen)24h后(hou)也未發現任何腐(fu)(fu)蝕(shi)痕(hen)跡;而預(yu)熱到450℃的(de)(de)(de)焊接(jie)試(shi)(shi)(shi)(shi)樣,保溫(wen)12h已(yi)喪失(shi)了耐晶(jing)間(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)能(neng)力(li)(li)。這(zhe)說(shuo)明了敏(min)化溫(wen)度下(xia)(xia)的(de)(de)(de)停留時間(jian)對(dui)焊接(jie)接(jie)頭的(de)(de)(de)耐蝕(shi)性有(you)(you)重要的(de)(de)(de)影響。因此(ci),對(dui)耐晶(jing)間(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)性能(neng)要求很高且尺寸(cun)不(bu)大(da)的(de)(de)(de)焊接(jie)構件(jian)(jian)(jian),預(yu)先冷(leng)卻是(shi)一(yi)種(zhong)可行的(de)(de)(de)提高焊接(jie)接(jie)頭耐晶(jing)間(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)能(neng)力(li)(li)的(de)(de)(de)工藝措施(shi)。
3. 焊(han)后熱處(chu)理參(can)數的影響
用含鈦(tai)的18-8型不(bu)銹鋼板材焊成幾組焊接試件,用不(bu)同參數的熱(re)處理(li)進行了對比試驗。
a. 焊(han)后焊(han)接試樣(yang)不進行熱處(chu)理。
b. 焊(han)后(hou)將焊(han)接(jie)試(shi)樣放在爐內(nei)加熱,加熱到650℃,保溫(wen)2h,然后(hou)空冷(稱之敏化(hua)處理)。
c. 焊后(hou)將焊接試樣放在爐內(nei)加熱(re)(re),加熱(re)(re)到880℃,保溫2h,然后(hou)空(kong)冷(leng)(稱(cheng)之為穩定化處理)。
d. 焊后將焊接試樣(yang)放在爐內加熱,加熱到1050℃,保(bao)溫30mm然(ran)后水冷(稱之(zhi)固(gu)溶處(chu)理(li))。
將上述(shu)這批(pi)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)試樣(yang)(yang)放(fang)在(zai)同一(yi)腐(fu)蝕(shi)介(jie)質中進行(xing)晶(jing)間(jian)腐(fu)蝕(shi)試驗。從試驗結果可以看(kan)出:經敏化處(chu)(chu)理的(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)試樣(yang)(yang)耐(nai)晶(jing)間(jian)腐(fu)蝕(shi)性能最差;焊(han)(han)(han)后沒(mei)有(you)進行(xing)熱(re)處(chu)(chu)理的(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)試樣(yang)(yang)次之;穩定化處(chu)(chu)理和(he)固溶處(chu)(chu)理的(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)試樣(yang)(yang),與(yu)沒(mei)有(you)熱(re)處(chu)(chu)理的(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)試樣(yang)(yang)相比,耐(nai)晶(jing)間(jian)腐(fu)蝕(shi)能力(li)不(bu)僅沒(mei)有(you)降(jiang)低反而提高(gao)(gao)了(le)(le)所(suo)以,為了(le)(le)提高(gao)(gao)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭耐(nai)晶(jing)間(jian)腐(fu)蝕(shi)能力(li),在(zai)工藝上可采用這兩種熱(re)處(chu)(chu)理的(de)方法。
4. 成分和組織對晶間腐(fu)蝕的影響
焊(han)縫(feng)(feng)金(jin)(jin)(jin)屬的(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)間(jian)(jian)(jian)腐蝕,除了上述因素影(ying)響之外,更主要地與其成分(fen)和組(zu)織有(you)關。若18-8型不(bu)銹鋼焊(han)縫(feng)(feng)為純奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)組(zu)織,則比(bi)較容易形成晶(jing)(jing)(jing)間(jian)(jian)(jian)腐蝕。如果(guo)焊(han)縫(feng)(feng)金(jin)(jin)(jin)屬中(zhong)滲入(ru)適當(dang)的(de)(de)鐵素體(ti)形成元素,就會(hui)使焊(han)縫(feng)(feng)金(jin)(jin)(jin)屬形成奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)-鐵素體(ti)雙相(xiang)組(zu)織。這時,在(zai)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)晶(jing)(jing)(jing)內以及晶(jing)(jing)(jing)粒與晶(jing)(jing)(jing)粒之間(jian)(jian)(jian)有(you)一定數(shu)量的(de)(de)鐵素體(ti),它能(neng)(neng)分(fen)散或隔斷所形成的(de)(de)鉻的(de)(de)碳(tan)化物(wu),使奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)的(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)粒交(jiao)界面上不(bu)會(hui)形成連續(xu)的(de)(de)網(wang)狀鉻的(de)(de)碳(tan)化物(wu),從而可(ke)提高焊(han)縫(feng)(feng)金(jin)(jin)(jin)屬耐晶(jing)(jing)(jing)間(jian)(jian)(jian)腐蝕的(de)(de)能(neng)(neng)力(li)。這是在(zai)焊(han)縫(feng)(feng)金(jin)(jin)(jin)屬中(zhong)加入(ru)鐵素體(ti)形成元素的(de)(de)又一種效果(guo)。鐵素體(ti)形成元素除鉻外,還有(you)鉬、釩、鎢、鈦、鈮、硅等。
在(zai)18-8型不銹(xiu)鋼焊(han)縫金(jin)屬(shu)中,滲(shen)入某些強烈形成碳(tan)化(hua)物元(yuan)素,如鈦、鈮、鉭、鋯等(deng),同(tong)樣也能(neng)提(ti)高(gao)焊(han)縫金(jin)屬(shu)抗晶(jing)間腐蝕能(neng)力。這(zhe)是由于這(zhe)些合(he)金(jin)元(yuan)素很(hen)(hen)容易與碳(tan)結合(he)成很(hen)(hen)穩定(ding)的碳(tan)化(hua)物,從而使鉻的碳(tan)化(hua)物大(da)大(da)減少,在(zai)晶(jing)粒邊界就不會出現(xian)(xian)貧鉻現(xian)(xian)象,使焊(han)縫金(jin)屬(shu)內(nei)部組織(zhi)穩定(ding)。這(zhe)些能(neng)生成碳(tan)化(hua)物的合(he)金(jin)元(yuan)素,稱它(ta)們為穩定(ding)化(hua)元(yuan)素。
按照貧鉻理(li)論,最根本有效的(de)方法是(shi)降低焊縫(feng)金(jin)屬中碳(tan)的(de)含量,直到低于(yu)它在奧(ao)氏體中室(shi)溫(wen)附近的(de)溶解(jie)極限,以徹底避免碳(tan)化物的(de)析出。這樣就(jiu)(jiu)不(bu)會有貧鉻區帶,從而就(jiu)(jiu)達到了(le)防(fang)止產(chan)生晶間腐蝕(shi)的(de)目的(de)。采(cai)用超(chao)低碳(tan)18-8型不(bu)銹鋼材(cai)(cai)質,配備超(chao)低碳(tan)18-8型不(bu)銹鋼焊接材(cai)(cai)料(liao),其焊縫(feng)金(jin)屬抗晶間腐蝕(shi)能力得到提高。
除(chu)上述因(yin)素外,對(dui)18-8型不(bu)銹鋼焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)抗晶間(jian)腐蝕(shi)(shi)有(you)(you)影響的(de)還有(you)(you)加(jia)工硬化。對(dui)不(bu)含有(you)(you)穩定化元(yuan)素的(de)18-8型不(bu)銹鋼焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou),受過冷變形后,對(dui)不(bu)同腐蝕(shi)(shi)介質的(de)抗晶間(jian)腐蝕(shi)(shi)性(xing)能(neng)均有(you)(you)所提(ti)高(gao)(gao),但提(ti)高(gao)(gao)程(cheng)度是各不(bu)相同的(de)。選擇不(bu)同的(de)焊(han)接(jie)方法和焊(han)接(jie)工藝,通過對(dui)其焊(han)縫(feng)金(jin)屬成分、組織以及焊(han)接(jie)熱循環的(de)調整,可(ke)對(dui)焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)抗晶間(jian)腐蝕(shi)(shi)產生一定的(de)影響。

