第七章 不锈钢及耐热钢的焊接.pdf

第7章 不锈钢及耐热钢的焊接 7.1 不锈钢、耐热钢的类型和特性 7.2 不锈钢的焊接 7.3 耐热钢的焊接 7.1 不锈钢、耐热钢的类型和特性 7.1.1 不锈钢、耐热钢的类型 不锈钢：指能耐空气、水、酸、碱、盐及其溶液和其他腐蚀介质腐蚀的、 具有高度化学稳定性的合金钢的总称。 不锈钢具有良好的耐蚀性、耐热性和较好的力学性能，适于制造耐腐蚀、 抗氧化、耐高温和超低温的零部件和设备。 (1) 原义型 仅指在无污染的大气环境中能够不生锈的钢。 (2) 习惯型 指原义型含义不锈钢与能耐酸腐蚀的耐酸不锈钢的统 称。 (3) 广义型 泛指耐蚀钢和耐热钢，统称为不锈钢 不锈钢中主加元素铬的质量分数ｗ ＞12％，通常还含其他合金元素如Ni 、 Cr Mn 、Mo等。 不锈钢之所以具有耐腐蚀性是因为： 一是不锈钢中一定量的Cr元素，能在钢材表面形成一层不溶于腐蚀 介质的坚固的氧化钝化膜，使金属与外界介质隔离而不发生化学 作用； 二是大部分金属腐蚀属于电化学腐蚀，铬的加入可提高钢基体的电 极电位； 三是Cr、Ni 、Mn 、N等元素的加入还会促使形成单相组织，阻止形 成微电池，从而提高耐蚀性。  按照合金元素对不锈钢组织的影响和作用的程度，分为两大类： 一类是形成或稳定奥氏体的元素：C、Ni 、Mn 、N 、Cu ； 一类是缩小或封闭奥氏体区即形成铁素体的元素：Cr、Si、Mo 、Ti、 Nb 、V 、W 、Al等。  不锈钢按金相组织分类 (1) 铁素体型不锈钢 (2) 马氏体型不锈钢 (3) 奥氏体型不锈钢 (4) 双相不锈钢 （奥氏体-铁素体型、奥氏体-马氏体型） (5)沉淀硬化不锈钢等。 1 铁素体不锈钢 (1)室温组织为铁素体,以退火状态供货； (2)铬的质量分数W 在11.5％～32.0 ％的范围内。随Cr增加，其耐酸性能 Cr 提高；加入钼后，则可以提高耐酸腐蚀性和抗应力腐蚀的能力。 典型牌号有00Cr12、1Cr17、00Cr17Mo、00Cr30Mo2等 (3) 根据C和N 的含量，分为普通纯度和超高纯度两个系列: ①普通纯度铁素体不锈钢 W =0.1 ％左右，少量的氮，如1Cr17、1Cr17Mo C 缺点是碳和氮的总质量分数较高、在高温加热条件下造成钢的脆性转 变温度升高，材质较脆，焊接性较差。 ②超高纯度铁素体不锈钢 W ≤0.025 ％～0.035 ％，通过真空或保护气体 C+N 精炼技术冶炼：00Cr18Mo2和00Cr27Mo 韧性、耐蚀性、焊接性等方面均优于普通纯度的铁素体不锈钢 2 马氏体不锈钢 (1) 室温组织为马氏体，退火态或淬火回火态供货； (2) W =11.5 ％～18.0％，碳的质量分数W 最高可达1.0％。 Cr C (3)具有一定的耐酸腐蚀性和较好的热稳定性及热强性。 (4) 主要用于力学性能要求较高、且在弱腐蚀介质中工作的零件和工具， 也可作为温度在700 ℃以下长期工作的耐热钢使用，如汽轮机的叶片、 内燃机排气阀和医疗器械等。 (5)焊接性较差 典型牌号:1Cr13、2Cr13 、3Cr13、1Cr17Ni2 3 奥氏体不锈钢 (1) 室温组织为奥氏体，多为固溶处理态供货； (2) 高铬不锈钢中加入镍 （W =8 ％～25 ％）而形成的。 Ni (3) 以0Cr18Ni8 的基础上发展了六大系列： ①降低碳发展超低碳不锈钢，00Cr19Ni10 ，提高耐蚀性；加入Mo 、 Cu、Ti，如00 Cr17Ni14Mo2、00Cr18Ni14Mo2Cu2Ti，提高抗还原性 酸的能力；