不锈钢的特点及工艺流程.pdfVIP

第!! 篇 不锈钢的焊接技术新工艺流程 第 ! 章 不锈钢的特点及工艺流程 第一节 铁素体型不锈钢的焊接特点 人们精心地制定和严格地执行各种各样的焊接工艺技术措施，其基本目 的都是希望能顺利地获得力学性能、耐腐蚀性能等各方面都合格的焊接接 头，而且还要求焊接接头有足够的服役寿命，即不至于因工作载荷超载或服 役环境恶化，而导致其性能衰退过快。在叙述各种不锈钢的具体焊接工艺和 — — #!! 第 章 不锈钢的特点及工艺流程 * 焊接材料之前，在此先扼要地分析一下每一类不锈钢钢材焊接性的关键问 题，影响焊接接头服役寿命的主要矛盾以及解决这些矛盾的工艺方向或要 诀。这些问题对于理解和掌握每一具体的焊接工艺可以起到提纲挈领的作 用。 铁素体型不锈钢一般都是在室温下具有纯铁素体组织，强度不算很高， 塑性、韧性良好；若将其加热到高温，也有可能会出现少量的奥氏体组织 （对含铬量较低的钢）或者根本不出现奥氏体组织，所以在焊接过程的热循 环作用下有可能出现少量或者根本不出现马氏体组织。因此这类钢经焊接后 不会出现强度显著下降或淬火硬化的问题，即使出现了少许马氏体组织也可 以通过焊后热处理来解决。可以说这类钢焊接接头的室温强度不是焊接的主 要矛盾；再由于其焊接热膨胀问题远比奥氏体型钢轻微，因而其焊接热裂纹 和冷裂纹的问题也不很突出。通常说，铁素体型不锈钢不如奥氏体型不锈钢 好焊，主要是指焊接过程可能导致焊接接头的塑性、韧性降低即发生脆化的 问题。同其它品种不锈钢的焊接一样，如何保证铁素体型不锈钢焊接接头具 有相同于母材的耐腐蚀性，这是焊接的另一个关键问题；再者对于铁素体型 不锈耐热钢而言，焊接接头在高温下长期服役可能出现逐渐脆化的问题也是 必须重视的。 一、焊接接头的晶间腐蚀 普通纯高铬铁素体型不锈钢焊接接头在焊接热循环的作用下，被加热到 !#$ 以上温度的区域冷却下来时，会在晶间产生腐蚀的倾向。尔后若在%## ’#$进行短时间保温退火处理，又可恢复其耐蚀性。所以，焊接接头产 生晶间腐蚀的位置是紧挨着焊缝的高温区。而奥氏体型不锈钢焊接接头提晶 间腐蚀区是在最高温度为(## )###$ 的区域，即晶间腐蚀的部位稍稍离开 焊缝的区域。 普通纯铁素体型焊接接头的晶间腐蚀机理与奥氏体型不锈钢焊接接头晶 间腐蚀的机理相同，均认为符合贫铬理论。铁素体型不锈钢一般在退火状态 下焊接，其组织为固溶微量碳和氮的铁素体及少量均匀分布的碳和氮的化合 物，组织稳定，耐蚀性较好。当焊接温度高于!#$ 时，碳、氮的化合物逐 步溶解到铁素体相之中，得到碳、氮过饱和固溶体。由于碳、氮在铁素体中 — — !#! 第.. 篇 不锈钢的焊接技术新工艺流程 的扩散速度比在奥氏体中快得多，在焊后冷却过程中，甚至在淬火冷却过程 中，都来得及扩散到晶界区。加之晶界的碳、氮的浓度较高于晶内，故在晶 界上沉淀出（ · ） 碳化物和 氮化物。由于铬的扩散速度慢，导致 ! #$ % !’ !% ( 在晶界上出现贫铬固溶区。在腐蚀介质的作用下即会出现晶间腐蚀。由于铬 在铁素体中的扩散比在奥氏体中快，故为了克服焊缝高温区的贫铬带，只需 在)** + ,**- 短时间保温，即可使过饱和的碳和氮能完全析出，而铬又来得 及补充到贫铬区，从而恢复到原来的耐蚀性。若在’**- 较长时间保温或焊 接接头自,**- 以上缓慢冷却，使碳、氮化物充分析出，达到或接近钢材退 火状态下固溶的碳和氮含量的平衡值时，仍能保持其耐蚀性。 超高纯度高铬铁素体不锈钢也有产生晶间腐蚀倾向。其腐蚀机理与奥氏 体不锈钢晶间腐蚀一样，虽有多种说法，但仍可以被公认的贫铬理论来解 释。 表 .. / % / . 热处理对超高纯度高铬铁素体钢腐蚀率的影响 试件 腐蚀率 晶界上高铬碳、 有无晶