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    3. 奧氏體不銹鋼焊接問(wèn)題的原因及防止措施

      焊接接頭的晶間腐蝕問(wèn)題

      產(chǎn)生原因

      奧氏體鋼在固溶狀態(tài)下碳以過(guò)飽和的形式溶解于γ固溶體,加熱時(shí)過(guò)飽和的碳以碳化銘的形式沿晶界析出。碳化銘的析出消耗了大量的銘,因而使晶界附近銘的含量降到低于鈍化所需要的最低量(12%),形成貧銘層。貧銘層的電極電位比晶粒內(nèi)低得多。當(dāng)金屬與腐蝕介質(zhì)接觸時(shí),就形成了微電池。電極電位低的晶界成為陽(yáng)極,被腐蝕溶解形成晶間腐蝕。防止措施:

      1)降低母材和焊縫中的含碳量,將鋼中的碳降低到小于或等于其室溫時(shí)在γ相中的溶解度,這樣在加熱時(shí)就不會(huì)有或很少有碳化銘析出,從而從根本上避免貧銘層的形成。

      2)在鋼中加入穩(wěn)定的碳化物形成元素,改變碳化物的類(lèi)型,如向鋼中加入與碳親和力大于銘的鈦、鈮、鉭等,這些元素將優(yōu)先與碳結(jié)合而避免形成碳化銘,從而避免了碳化銘的產(chǎn)生。

      3)焊后進(jìn)行固溶處理,固溶處理可使已經(jīng)析出的碳化銘重新溶于奧氏體中,但對(duì)大型復(fù)雜零部件則有一定的困難。且在加熱時(shí)會(huì)反復(fù)形成碳化銘。

      4)改變焊縫的組織狀態(tài),使焊縫由單一的γ相改變?yōu)棣?/span>+δ雙相。當(dāng)焊縫中存在一定數(shù)量的初析鐵素體δ相時(shí),可以打亂粗大的柱狀樹(shù)枝晶,使面積較小而直的晶界變?yōu)榍鄣木Ы纾茐牧烁g通道。

      焊接接頭刀口腐蝕

      產(chǎn)生原因:刀口腐蝕一般發(fā)生在焊后再次在敏化溫度區(qū)間加熱時(shí),即高溫過(guò)

      熱與中溫敏化連續(xù)作用的條件下,產(chǎn)生原因也和碳化銘析出后形成貧銘層有關(guān)。防止措施:

      1)降低含碳量,最好采用超低碳不銹鋼。對(duì)于穩(wěn)定化不銹鋼,要求碳含量小于等于0.06%

      2)減少近縫區(qū)過(guò)熱,盡量選用較小的線能量,以減少過(guò)熱區(qū)在高溫停留的時(shí)間。

      3)合理安排焊接順序,刀口腐蝕不僅產(chǎn)生于焊后在敏化溫度再熱時(shí),而在多層焊與雙面焊時(shí)后一條焊縫的熱作用,有可能對(duì)先焊焊縫的過(guò)熱區(qū)起到敏化溫度再加熱的作用,在與腐蝕介質(zhì)接觸時(shí),也會(huì)產(chǎn)生刀口腐蝕。

      4)焊后進(jìn)行穩(wěn)定化處理,對(duì)于可能在敏化溫度區(qū)工作的產(chǎn)品,焊后進(jìn)行穩(wěn)定化處理可使過(guò)熱區(qū)的碳與穩(wěn)定劑結(jié)合為穩(wěn)定的碳化物,從而在工作中不會(huì)再以碳化銘形式析出。

      應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂問(wèn)題

      產(chǎn)生原因:純金屬一般沒(méi)有應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的傾向,而在不銹鋼中,奧氏體鋼比鐵素體鋼或馬氏體鋼對(duì)應(yīng)力腐蝕更為敏感。奧氏體鋼在焊接應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)的共同作用下就會(huì)有應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的傾向。

      防止措施:

      1)正確選用材料,根據(jù)介質(zhì)特性,選用對(duì)應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂敏感性低的材料是防止應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂最根本的措施。

      2)消除產(chǎn)品的殘余應(yīng)力,消除或減少結(jié)構(gòu)或部件中的殘余應(yīng)力,是降低奧氏體不銹鋼應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂敏感性的重要措施。

      3)對(duì)材料進(jìn)行防蝕處理,通過(guò)電鍍、噴鍍、襯里等方法,用金屬或非金屬覆蓋層將金屬與腐蝕介質(zhì)隔離。

      4)改進(jìn)部件結(jié)構(gòu)及接頭設(shè)計(jì),由于設(shè)計(jì)的不合理,往往會(huì)形成較大的應(yīng)力集中或在制造中產(chǎn)生較大的殘余應(yīng)力。

      焊接接頭的熱裂紋問(wèn)題

      產(chǎn)生原因:奧氏體不銹鋼對(duì)熱裂紋比較敏感,主要是由冶金因素決定的,即由鋼的化學(xué)成分、組織與性能決定的。由于奧氏體鋼是單相組織,焊縫從凝固冷卻到室溫不發(fā)生相變,很容易形成方向性很強(qiáng)的粗大柱狀晶組織,為低熔點(diǎn)物質(zhì)的偏析與集中創(chuàng)造了條件;且?jiàn)W氏體鋼中合金元素的品種多,數(shù)量大,不僅硫、磷等雜質(zhì)會(huì)與鐵形成低熔點(diǎn)共晶,合金元素之間或與雜質(zhì)之間作用也會(huì)形成低熔點(diǎn)化合物或共晶;奧氏體鋼的熱物理性能對(duì)裂紋敏感性亦有著直接的影響。

      防止措施:

      1)嚴(yán)格控制有害雜志,主要是硫、磷的數(shù)量。

      2)調(diào)整焊縫金屬為雙相組織,因?yàn)榧儕W氏體組織的焊縫很容易產(chǎn)生結(jié)晶裂紋。

      3)合理進(jìn)行合金化。

      4)工藝上,為降低焊縫的熱裂傾向,應(yīng)盡可能減少熔池過(guò)熱和接頭的殘余應(yīng)力。

      文章作者:不銹鋼管|304不銹鋼無(wú)縫管|316L不銹鋼厚壁管|不銹鋼小管|大口徑不銹鋼管|小口徑厚壁鋼管-浙江至德鋼業(yè)有限公司

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