奥氏体不锈钢的焊接性
(1)焊接接头的抗腐蚀性
1)整体腐蚀任何不锈钢在腐蚀性介质作用下,其工作表面总会有腐蚀现象产生,这种腐蚀叫整体腐蚀。不锈钢焊件整体腐蚀的量不大,并且和焊接也无关。
2)晶间腐蚀易发生在奥氏体不锈钢中,详见奥氏体不锈钢焊接性部分。
3)应力腐蚀不锈钢在静应力(内应力或外应力)作用下在腐蚀性介质中发生的破坏。
(2)热裂纹是不锈钢焊接时比较容易产生的一种缺陷,包括焊缝的纵向和横向裂纹、弧坑裂纹、打底焊的焊根裂纹和多层焊的层间裂纹等,特别是含镍量较高的奥氏体不锈钢焊接时更易产生。
(3)焊接接头的脆化
1)475℃脆性焊接过程中不可避免地要经历这个温度。已产生475℃脆化的焊缝,可经900℃淬火消除。
2)o相脆化为了消除已经生成的o相,恢复焊接接头的韧性,可以把焊接接头加热到1000~1050℃,然后快速冷却。o相在1Cr18Ni9Ti钢的焊缝中一般不产生。
3)熔合线脆断奥氏体不锈钢在高温下长期使用,在沿焊缝熔合线外几个晶粒的地方会发生脆断现象,此种现象称为熔合线脆断。
(4)奥氏体不锈钢奥氏体不锈钢具有良好的焊接性,如焊接材料或焊接工艺不正确时,会出现晶间腐蚀或热裂纹等缺陷。
1)晶间腐蚀晶间腐蚀发生于晶粒边界,所以叫晶间腐蚀。它是奥氏体金属最危险的破坏形式之一。不锈钢具有抗腐蚀能力的必要条件是含铬量大于12%。当含铬量小于12%时,就会失去抗腐蚀的能力。奥氏体不锈钢就是由于晶界处形成贫铬区(含铬量小于12%)而造成的。其原因是当奥氏体不锈钢处在450~850℃温度下,碳在奥氏体中的扩散速度大于铬在奥氏体中的扩散速度。室温下碳在奥氏体中的熔解度很小,约为0.02%~0.03%,当奥氏体钢中的含碳量超过0.02%~0.03%时,碳就但由于铬比碳原子半径大,扩散速度小,来不及向晶界扩散,晶不断地向奥氏体晶界扩散,并和铬化合形成铬化物(Cr23C)。界附近大量的铬和碳化合成碳化铬,造成奥氏体边界的贫铬区,当其含铬少于12%时,便失去抗腐蚀的能力,在腐蚀介质中使用,即会引起晶间腐蚀。这种腐蚀可以发生在热影响区、焊缝或熔合线上。在熔合线发牛的腐蚀又称刀状腐蚀。焊接时采用以下措施,可以减小和防止晶间腐蚀的产生:
(A)选用超低碳(C含量≤0.03%)或添加钛或铌等稳定元素的不锈钢焊条。
(B)采用小规范,目的是减少危险温度停留时间。采用小电快速焊、短弧焊及不作横向摆动。焊缝可强制冷却以加快冷却速度,减少热影响区。多层焊时要控制层间温度,要前一道焊缝冷却到60℃以下再焊。
(C)接触介质的焊缝最后施焊。
(D)焊后固溶处理是将工件加热至1050~1100℃,使碳迅速熔入奥氏体中,然后迅速冷却,形成稳定的奥氏体组织。
(E)采用双相组织是使接头中形成奥氏体加铁素体的双相组织,减少和隔断奥氏体晶粒的连续晶界。
2)热裂纹因为奥氏体不锈钢液相线和固相线距离大,使低熔点杂质偏析严重,而且集中在晶界处,加之膨胀系数大,冷却时收缩应力大,所以易产生热裂纹。