浙江至德鋼業有限公司在對核級奧氏體不銹鋼管焊接接頭性能分析過程中,發現晶間腐蝕試驗不合格,且發生晶間腐蝕開裂的位置為母材,通過分析發現導致母材晶間腐蝕不合格的原因可能是由于不合理的元素成分(過高的錳含量和過低的鎳含量)和不合理的熱處理制度導致了母材在敏化后微觀組織為奧氏體+δ鐵素體+σ相,從而使得晶間敏化時貧鉻更嚴重,同時針對該種情況給出了相應的預防措施。


18-8型奧(ao)氏體不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼因(yin)其(qi)具有較高(gao)的(de)強度、塑形(xing)和(he)良好的(de)耐腐(fu)蝕性能在核(he)電站中(zhong)(zhong)(zhong)廣泛應用(yong),其(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)包括某些設備的(de)重要(yao)(yao)部件(jian)以及需承擔耐高(gao)溫(wen)、耐腐(fu)蝕等而惡(e)劣環境的(de)重要(yao)(yao)系統管道(dao)。重要(yao)(yao)部件(jian)及管道(dao)用(yong)奧(ao)氏體不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼在使用(yong)過程(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong)需要(yao)(yao)復驗,同(tong)時在焊(han)接過程(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong)還需要(yao)(yao)對(dui)焊(han)接接頭進行焊(han)接工藝評定,其(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)就包括進行晶間(jian)腐(fu)蝕試驗。由于晶間(jian)腐(fu)蝕對(dui)于奧(ao)氏體不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼的(de)應用(yong)影響很大,且(qie)其(qi)發生(sheng)過程(cheng)不(bu)(bu)易覺察,所以奧(ao)氏體不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼晶間(jian)腐(fu)蝕現象受到了廣泛關注(zhu)。


 至德(de)鋼業針對某一核(he)(he)級(ji)(ji)奧(ao)氏體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼管在焊(han)接(jie)實施前焊(han)接(jie)工藝(yi)評定(ding)(ding)不(bu)合格(ge)問題,進(jin)(jin)行了包括化學成分、力學性能(neng)、工藝(yi)性能(neng)、微觀組(zu)織、耐腐蝕(shi)性能(neng)等方面的試(shi)(shi)驗(yan)(yan),分析(xi)了造成工藝(yi)評定(ding)(ding)不(bu)合格(ge)的原(yuan)因(yin)主要為晶間腐蝕(shi)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)不(bu)合格(ge),并對造成晶間腐蝕(shi)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)不(bu)合格(ge)的原(yuan)因(yin)進(jin)(jin)行了分析(xi),并提出(chu)了避免該種(zhong)問題出(chu)現(xian)的相關措施,從而為核(he)(he)級(ji)(ji)奧(ao)氏體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼在核(he)(he)電站(zhan)中(zhong)的廣泛應用提供(gong)一定(ding)(ding)的理論基礎。


一、焊接接頭的(de)制備與試驗方法


 1. 焊接接頭的制備


 母材為(wei)Z2CN18.10,規格為(wei)Φ21.3mm×3.37mm,填(tian)充焊絲為(wei)ER316L,規格為(wei)Φ2.0,焊接工(gong)藝為(wei)惰(duo)性氣體保護(hu)鎢(wu)極(ji)電弧焊(TIG)。對焊接接頭(tou)進(jin)行無損檢測(ce)(ce),包括目(mu)視檢測(ce)(ce)、滲透(tou)檢測(ce)(ce)和射線檢測(ce)(ce),結果表(biao)明焊接接頭(tou)的表(biao)面缺陷(xian)及內部缺陷(xian)在采購規定的要求范圍之內。


 2. 試(shi)驗方(fang)法及試(shi)驗結果


 為了(le)檢驗焊接(jie)接(jie)頭是否(fou)滿足要求,從焊接(jie)接(jie)頭上分別取(qu)樣進行(xing)化學成分分析(xi)、橫(heng)向拉伸、彎曲(qu)、微觀(guan)組織(zhi)、晶(jing)間腐蝕等試驗項目,具體要求如(ru)下(xia)。


   a. 化學(xue)成分

  

   按(an)照(zhao)GB/T 20066-2001的(de)(de)(de)規(gui)定從焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭上截取試(shi)樣,試(shi)驗方法(fa)按(an)照(zhao)GB/T 11170-2008的(de)(de)(de)要(yao)(yao)求在M5000直讀光譜(pu)儀進行。化(hua)學(xue)成分分析結果如表所示,從表中(zhong)(zhong)(zhong)可以看出(chu)測量(liang)(liang)(liang)值符合規(gui)范(fan)要(yao)(yao)求,同時雜質元素(su)(su)銅、硼、氮、磷、硫等(deng)含(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)較低,這(zhe)可以保(bao)證焊(han)接(jie)(jie)質量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)可靠(kao)性;另外其(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)還(huan)含(han)(han)(han)有(you)微量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)穩定化(hua)元素(su)(su)鈮,元素(su)(su)鈮的(de)(de)(de)存在是(shi)為了形(xing)成碳化(hua)物,從而(er)降(jiang)低基(ji)體(ti)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)碳含(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang),從而(er)對于(yu)提(ti)高材料的(de)(de)(de)抗晶間腐蝕能力(li)有(you)益;另外根據Delong圖計(ji)算得(de)到δ鐵(tie)素(su)(su)體(ti)含(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)約為6%,符合規(gui)范(fan)要(yao)(yao)求的(de)(de)(de)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)含(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)在5~15%的(de)(de)(de)要(yao)(yao)求。焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭中(zhong)(zhong)(zhong)一定量(liang)(liang)(liang)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)的(de)(de)(de)存在,是(shi)為了提(ti)高焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭在凝固過程中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)強度,從而(er)避免(mian)凝固收縮形(xing)成的(de)(de)(de)張力(li)將焊(han)縫撕裂(lie)。


   b. 橫向(xiang)拉伸


  按照GB/T 2651-2008的(de)規定截取管(guan)接(jie)頭板狀(zhuang)試(shi)(shi)樣(yang),其中試(shi)(shi)樣(yang)平行長度(du)部分(fen)的(de)寬度(du)為6mm,試(shi)(shi)驗(yan)(yan)設備均為WAW-300液壓萬能試(shi)(shi)驗(yan)(yan)機(ji)。拉伸試(shi)(shi)驗(yan)(yan)結果表(biao)明焊接(jie)接(jie)頭的(de)抗拉強度(du)Rm為575MPa,滿(man)足規范要(yao)求的(de)不(bu)低(di)于490MPa的(de)要(yao)求,同時斷(duan)裂位置在焊縫以外區域(yu),這說明焊接(jie)接(jie)頭強度(du)優于母材強度(du)。


  c. 彎曲


  根據GB/T 2653-2008的規定,截取(qu)橫向彎(wan)曲試(shi)(shi)(shi)樣(yang),其中(zhong)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)厚(hou)度為(wei)(wei)鋼(gang)管厚(hou)度(3.37mm),試(shi)(shi)(shi)樣(yang)的寬度為(wei)(wei)8mm,試(shi)(shi)(shi)樣(yang)的長度為(wei)(wei)100mm,且(qie)焊縫(feng)處(chu)于試(shi)(shi)(shi)樣(yang)的中(zhong)間位置(zhi),試(shi)(shi)(shi)驗(yan)設備(bei)為(wei)(wei)WAW-300液壓萬能試(shi)(shi)(shi)驗(yan)機。截取(qu)4個橫向彎(wan)曲試(shi)(shi)(shi)樣(yang),其中(zhong)2個進(jin)行面彎(wan)試(shi)(shi)(shi)驗(yan),2個進(jin)行背彎(wan)試(shi)(shi)(shi)驗(yan),彎(wan)曲過程所(suo)采用(yong)的圓(yuan)形壓頭(tou)直徑為(wei)(wei)15mm,彎(wan)曲角度為(wei)(wei)180°,試(shi)(shi)(shi)驗(yan)結果均未發現有裂(lie)紋或其他缺陷產生。


  d. 微觀組織


   從焊接接頭(tou)上(shang)截(jie)取長度為30mm的管段,沿縱截(jie)面監測焊縫和焊縫附近(jin)區(qu)(qu)域(yu)的微觀組織(zhi),侵蝕(shi)劑為300mL HCl+500gFeCl 3+700mlH2O,侵蝕(shi)時間(jian)2秒,然后(hou)在(zai)CMM-40E金相顯微鏡上(shang)觀察(cha)不(bu)同(tong)區(qu)(qu)域(yu)的微觀組織(zhi)。

焊(han)縫處的(de)微觀組(zu)(zu)織如圖所示,可(ke)(ke)以看出存在明顯的(de)兩種組(zu)(zu)織,根據(ju)表中的(de)化(hua)學成(cheng)分(fen)分(fen)析(xi)及Delong圖計算結(jie)果可(ke)(ke)知(zhi),該(gai)組(zu)(zu)織主要為奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)的(de)基體(ti)(ti)(ti)和沿奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)基體(ti)(ti)(ti)分(fen)布的(de)枝狀鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti),由于該(gai)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)為直(zhi)接從液相中析(xi)出,可(ke)(ke)以判斷(duan)出為δ鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti),據(ju)此(ci)可(ke)(ke)以判斷(duan)得出焊(han)縫處的(de)組(zu)(zu)織為鑄態(tai)的(de)奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)+δ鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)。

焊縫附近熱影(ying)響區(qu)的(de)組織(zhi)(zhi)如圖所示,可以看出該區(qu)域的(de)組織(zhi)(zhi)結構和焊縫的(de)鑄態組織(zhi)(zhi)明(ming)顯不(bu)同(tong)(tong),出現了經(jing)加工和熱處(chu)理后由于(yu)材料發生再結晶(jing)而存在的(de)明(ming)顯晶(jing)界,同(tong)(tong)時晶(jing)內出現了異與(yu)基體(ti)的(de)其他組織(zhi)(zhi),且存在一定(ding)數(shu)量的(de)孿晶(jing)。

另(ling)外,母(mu)(mu)材區域的微觀(guan)組織如圖所示,根(gen)據(ju)(ju)張文(wen)華的研(yan)究(jiu),鉻-鎳型奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)不銹鋼在(zai)1100~1300℃固溶(rong)處理過程后,其(qi)δ鐵素體(ti)(ti)(ti)含量隨著固溶(rong)溫度的升(sheng)高(gao)而增加,根(gen)據(ju)(ju)F-2A型鐵素體(ti)(ti)(ti)儀測(ce)母(mu)(mu)材的微觀(guan)組織中除了奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)基體(ti)(ti)(ti)外,還包括7.3%的鐵素體(ti)(ti)(ti),據(ju)(ju)此推測(ce)此鐵素體(ti)(ti)(ti)應為(wei)δ鐵素體(ti)(ti)(ti);除δ鐵素體(ti)(ti)(ti),還可以觀(guan)測(ce)得知(zhi)在(zai)部分(fen)晶界存(cun)(cun)在(zai)碳化物析(xi)(xi)出;同時(shi)對δ鐵素體(ti)(ti)(ti)析(xi)(xi)出區域放(fang)大倍數進一步進行觀(guan)察,如圖所示,可以看出在(zai)條形(xing)δ鐵素體(ti)(ti)(ti)周(zhou)圍存(cun)(cun)在(zai)其(qi)它塊狀析(xi)(xi)出相,利用平衡相圖計算結果及相關研(yan)究(jiu),可分(fen)析(xi)(xi)得知(zhi)該析(xi)(xi)出相為(wei)σ相。


 e. 晶間腐蝕


  晶間(jian)(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)試(shi)驗(yan)按(an)照GB/T4334.5-2000的規定進行(xing)(xing),試(shi)樣長度為(wei)100mm,寬為(wei)20mm的厚度為(wei)管材(cai)壁厚的條形試(shi)樣;晶間(jian)(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)前應(ying)對試(shi)樣進行(xing)(xing)敏(min)化(hua),敏(min)化(hua)溫(wen)度為(wei)650℃,敏(min)化(hua)保溫(wen)時(shi)間(jian)(jian)為(wei)2小時(shi),保溫(wen)后在空(kong)氣中冷卻;晶界(jie)腐(fu)(fu)蝕(shi)試(shi)驗(yan)的腐(fu)(fu)蝕(shi)介(jie)質是按(an)照該(gai)標準要求配置的硫酸(suan)-硫酸(suan)銅溶液;試(shi)驗(yan)完成后,取出試(shi)樣,洗凈、干燥、并進行(xing)(xing)聲響試(shi)驗(yan)和(he)彎曲試(shi)驗(yan),彎曲角度為(wei)180°。試(shi)驗(yan)結果發現,在靠近(jin)焊縫熱(re)影響區的母(mu)材(cai)區域存(cun)在裂(lie)紋,而焊縫區域無裂(lie)紋,這表(biao)明(ming)母(mu)材(cai)的晶間(jian)(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)結果不合(he)格(ge)。


  f. 母材性能


 根(gen)據母(mu)材的質(zhi)量(liang)證明(ming)文(wen)件,可(ke)知母(mu)材的化(hua)學成(cheng)分,具體如(ru)表(biao)所示。根(gen)據表(biao)的結果可(ke)以(yi)看出,錳含量(liang)接(jie)近(jin)上(shang)限(xian),鎳含量(liang)接(jie)近(jin)下限(xian),且根(gen)據Delong圖計算得到母(mu)材中的δ鐵素體含量(liang)約為8%。同時,母(mu)材的拉(la)伸性能結果表(biao)明(ming)其室溫抗拉(la)強(qiang)度(du)為575MPa,滿(man)足采購(gou)(gou)技術規(gui)格(ge)書(shu)(shu)中不(bu)低于490MPa的要求;屈服強(qiang)度(du)為260MPa,滿(man)足采購(gou)(gou)技術規(gui)格(ge)書(shu)(shu)中不(bu)低于175MPa的要求。


二、分析討論


 根據對焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭的(de)(de)化(hua)學成(cheng)分、力學性能、彎(wan)(wan)曲(qu)、微觀組織(zhi)、晶(jing)(jing)間(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)試(shi)驗的(de)(de)結(jie)果,可(ke)以看出(chu)該(gai)焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭是(shi)不符合(he)要(yao)(yao)求(qiu)的(de)(de),主(zhu)要(yao)(yao)原(yuan)因是(shi)由于(yu)母(mu)材區域在晶(jing)(jing)間(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)試(shi)驗過程中(zhong)的(de)(de)彎(wan)(wan)曲(qu)檢(jian)測中(zhong)出(chu)現(xian)開(kai)裂造(zao)成(cheng)的(de)(de)。對于(yu)奧氏體(ti)不銹鋼而言,晶(jing)(jing)間(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)開(kai)裂的(de)(de)主(zhu)要(yao)(yao)原(yuan)因是(shi)因為不銹鋼在熱處(chu)理(li)過程中(zhong)發生(sheng)了“敏化(hua)”,即沿晶(jing)(jing)界(jie)(jie)析出(chu)M23C6碳化(hua)物(其中(zhong)的(de)(de)M主(zhu)要(yao)(yao)指鉻(ge)和鐵),導致(zhi)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)附(fu)近(jin)貧鉻(ge),同時遠離晶(jing)(jing)界(jie)(jie)基體(ti)中(zhong)的(de)(de)鉻(ge)在短(duan)時間(jian)無法擴散(san)到晶(jing)(jing)界(jie)(jie),使得晶(jing)(jing)界(jie)(jie)附(fu)近(jin)的(de)(de)鉻(ge)含量低(di)于(yu)材料(liao)發生(sheng)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)所要(yao)(yao)求(qiu)的(de)(de)最低(di)值,從(cong)而導致(zhi)在腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)溶液中(zhong)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)位(wei)置優先被侵蝕(shi)(shi)(shi),最后導致(zhi)材料(liao)失效。


 研究表明,在(zai)奧氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼中(zhong)一(yi)(yi)定含量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)δ鐵(tie)體(ti)有助于(yu)提高合(he)金(jin)的(de)(de)抗(kang)晶間(jian)腐蝕(shi)性能,這(zhe)主要是由于(yu)δ鐵(tie)素體(ti)與奧氏(shi)體(ti)界(jie)面(mian)的(de)(de)界(jie)面(mian)能比奧氏(shi)體(ti)晶界(jie)的(de)(de)界(jie)面(mian)能低(di),使(shi)(shi)得(de)M23C6碳化(hua)(hua)物優先(xian)在(zai)δ鐵(tie)素體(ti)與奧氏(shi)體(ti)界(jie)面(mian)上(shang)析出;同時(shi)該相界(jie)面(mian)的(de)(de)存(cun)在(zai)相當(dang)于(yu)增加了碳化(hua)(hua)物的(de)(de)析出區域面(mian)積,使(shi)(shi)得(de)單位面(mian)積上(shang)的(de)(de)碳化(hua)(hua)物濃(nong)度(du)降低(di),從(cong)而(er)使(shi)(shi)得(de)材(cai)料(liao)(liao)發(fa)生“敏(min)化(hua)(hua)”晶界(jie)附(fu)近區域鉻(ge)含量(liang)(liang)(liang)也不(bu)至于(yu)過(guo)低(di),從(cong)而(er)減少材(cai)料(liao)(liao)形(xing)成晶間(jian)腐蝕(shi)敏(min)感(gan)性。另外,如果(guo)奧氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼中(zhong)錳過(guo)高,鎳(nie)含量(liang)(liang)(liang)較低(di)時(shi)則容易形(xing)成σ相。σ相是一(yi)(yi)種含有較高鉻(ge)含量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)Cr-Fe金(jin)屬間(jian)化(hua)(hua)合(he)物,當(dang)其沿晶界(jie)析出時(shi),同時(shi)將(jiang)使(shi)(shi)晶界(jie)周圍形(xing)成貧鉻(ge)區,從(cong)而(er)使(shi)(shi)得(de)材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)晶間(jian)腐蝕(shi)更敏(min)感(gan)。


 根(gen)據(ju)對焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭和母材(cai)(cai)的(de)(de)微(wei)觀(guan)組(zu)織分析(xi),可(ke)(ke)以(yi)得知焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭的(de)(de)最(zui)終組(zu)織為奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)基(ji)體(ti)+δ鐵(tie)素體(ti),且焊(han)(han)縫(feng)為鑄(zhu)態(tai)組(zu)織,因此(ci)根(gen)據(ju)最(zui)終金(jin)相(xiang)(xiang)(xiang)檢查(cha)的(de)(de)分析(xi)結果可(ke)(ke)以(yi)得知焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭在(zai)(zai)焊(han)(han)接(jie)完成后沒有發生明(ming)(ming)顯的(de)(de)敏(min)化(hua)(hua)(hua);母材(cai)(cai)的(de)(de)微(wei)觀(guan)組(zu)織為奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)基(ji)體(ti)+δ鐵(tie)素體(ti)+σ相(xiang)(xiang)(xiang),同時在(zai)(zai)某(mou)(mou)些(xie)晶界部分發現(xian)有碳(tan)化(hua)(hua)(hua)物(wu)的(de)(de)析(xi)出;由(you)于(yu)富(fu)鉻(ge)的(de)(de)σ相(xiang)(xiang)(xiang)在(zai)(zai)靠近δ鐵(tie)素體(ti)區(qu)域析(xi)出,這將使(shi)(shi)得奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)基(ji)體(ti)中(zhong)的(de)(de)鉻(ge)含(han)量降低,另外某(mou)(mou)些(xie)晶界存在(zai)(zai)碳(tan)化(hua)(hua)(hua)物(wu)析(xi)出,這就使(shi)(shi)得晶界附近的(de)(de)貧(pin)鉻(ge)更(geng)為嚴重。根(gen)據(ju)化(hua)(hua)(hua)學成分結果可(ke)(ke)知焊(han)(han)縫(feng)區(qu)域的(de)(de)δ鐵(tie)素體(ti)含(han)量要高于(yu)母材(cai)(cai),同時焊(han)(han)縫(feng)的(de)(de)鑄(zhu)態(tai)組(zu)織由(you)于(yu)無明(ming)(ming)顯晶界也無明(ming)(ming)顯的(de)(de)敏(min)化(hua)(hua)(hua)現(xian)象(xiang),導致(zhi)(zhi)(zhi)焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭在(zai)(zai)敏(min)化(hua)(hua)(hua)時未發生開裂(lie);而(er)母材(cai)(cai)由(you)于(yu)即在(zai)(zai)基(ji)體(ti)中(zhong)存在(zai)(zai)σ相(xiang)(xiang)(xiang)析(xi)出,導致(zhi)(zhi)(zhi)基(ji)體(ti)中(zhong)的(de)(de)鉻(ge)含(han)量降低,同時某(mou)(mou)些(xie)晶界存在(zai)(zai)碳(tan)化(hua)(hua)(hua)物(wu)的(de)(de)析(xi)出,導致(zhi)(zhi)(zhi)晶界區(qu)域的(de)(de)貧(pin)鉻(ge)更(geng)為嚴重,最(zui)終使(shi)(shi)得母材(cai)(cai)在(zai)(zai)相(xiang)(xiang)(xiang)同的(de)(de)腐蝕環境中(zhong)發生晶間腐蝕開裂(lie)。


 對(dui)于(yu)18/8型奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼,一般(ban)在(zai)交貨前(qian)均要求進(jin)行(xing)最終固溶(rong)熱(re)(re)處(chu)(chu)(chu)理,固溶(rong)熱(re)(re)處(chu)(chu)(chu)理溫度(du)為(wei)1050~1150℃,保(bao)(bao)溫時(shi)間約為(wei)10min,該(gai)熱(re)(re)處(chu)(chu)(chu)理將會保(bao)(bao)證該(gai)類(lei)型奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼為(wei)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)+δ鐵素體(ti)(ti)(ti)(ti)組織,只不(bu)(bu)過(guo)由(you)于(yu)δ鐵素體(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)(de)含(han)量(liang)(liang)很少,不(bu)(bu)易被(bei)覺察到因此一般(ban)被(bei)認為(wei)是單一的(de)(de)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)基(ji)體(ti)(ti)(ti)(ti)組織。另(ling)外,當(dang)18/8型奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼具有較高(gao)的(de)(de)錳和(he)氮時(shi),在(zai)500℃~900℃長時(shi)間加(jia)熱(re)(re),則σ相(xiang)形成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)傾向就會比較強烈。對(dui)于(yu)本(ben)文(wen)中(zhong)(zhong)出(chu)現的(de)(de)該(gai)種焊(han)接(jie)接(jie)頭,由(you)于(yu)在(zai)晶界試驗中(zhong)(zhong)需(xu)要對(dui)試樣(yang)進(jin)行(xing)敏化(hua),而(er)(er)敏化(hua)過(guo)程溫度(du)正處(chu)(chu)(chu)于(yu)σ相(xiang)的(de)(de)析出(chu)溫度(du)范圍,同(tong)時(shi)在(zai)母材中(zhong)(zhong)錳含(han)量(liang)(liang)處(chu)(chu)(chu)于(yu)上限(xian)、鎳含(han)量(liang)(liang)處(chu)(chu)(chu)于(yu)下限(xian),從而(er)(er)對(dui)于(yu)σ相(xiang)的(de)(de)形成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)較為(wei)有利。而(er)(er)對(dui)于(yu)焊(han)接(jie)接(jie)頭,由(you)于(yu)熔覆金屬(shu)的(de)(de)錳含(han)量(liang)(liang)為(wei)1.60%,鎳含(han)量(liang)(liang)為(wei)12.09%,相(xiang)對(dui)于(yu)母材中(zhong)(zhong)的(de)(de)錳含(han)量(liang)(liang)為(wei)1.904%,鎳含(han)量(liang)(liang)為(wei)9.348%具有較低的(de)(de)錳和(he)較高(gao)的(de)(de)鎳,且δ鐵素體(ti)(ti)(ti)(ti)也(ye)更少,從而(er)(er)導致了在(zai)相(xiang)同(tong)的(de)(de)敏化(hua)條件下焊(han)縫區域沒(mei)有σ相(xiang)產生。另(ling)外,由(you)于(yu)鉻是鐵素體(ti)(ti)(ti)(ti)形成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)元(yuan)素,鎳是奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)形成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)元(yuan)素,因此δ鐵素體(ti)(ti)(ti)(ti)中(zhong)(zhong)的(de)(de)鉻含(han)量(liang)(liang)要明顯高(gao)于(yu)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)中(zhong)(zhong)的(de)(de)鉻,則δ鐵素體(ti)(ti)(ti)(ti)中(zhong)(zhong)將更容易析出(chu)富鉻的(de)(de)σ相(xiang),這也(ye)與圖中(zhong)(zhong)的(de)(de)金相(xiang)檢查結果相(xiang)吻合。


 綜上(shang)分析(xi)可知,由(you)于(yu)母(mu)材中的(de)錳含(han)(han)量較(jiao)高、鎳含(han)(han)量較(jiao)低,導(dao)(dao)致其在晶(jing)(jing)間腐蝕試(shi)驗的(de)敏化過程中形(xing)成了(le)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)+δ鐵(tie)素體(ti)(ti)+σ相的(de)微觀組織,且同(tong)時沿晶(jing)(jing)界存在碳化物(wu)析(xi)出,這導(dao)(dao)致了(le)晶(jing)(jing)間腐蝕試(shi)驗不合格(ge);而(er)焊(han)接(jie)接(jie)頭中由(you)于(yu)僅存在δ鐵(tie)素體(ti)(ti),無(wu)σ相和碳化物(wu)析(xi)出,而(er)單一的(de)δ鐵(tie)素體(ti)(ti)對于(yu)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不銹鋼抗晶(jing)(jing)間腐蝕是有(you)益的(de),從而(er)其在晶(jing)(jing)間腐蝕試(shi)驗過程中未發現有(you)裂紋(wen)。


三、結論及建(jian)議


 1. 導致焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)晶(jing)間(jian)腐(fu)蝕試驗不合(he)格的(de)主(zhu)要(yao)部位在(zai)母材(cai)(cai)區(qu)域,而(er)導致母材(cai)(cai)晶(jing)間(jian)腐(fu)蝕試驗不合(he)格的(de)原因是由于不合(he)理的(de)元素(su)成分(過高的(de)錳含(han)量和過低的(de)鎳含(han)量)導致在(zai)敏化后母材(cai)(cai)的(de)微觀組織為奧氏體+δ鐵素(su)體+σ相,從而(er)導致母材(cai)(cai)的(de)抗晶(jing)間(jian)腐(fu)蝕性能降低;


 2. 建議在(zai)奧(ao)氏體不(bu)銹鋼制造過程中鎳含量(liang)應取中間值范圍,錳含量(liang)取較低值。