奧氏體型不銹(xiu)鋼(gang)都具有非常好的塑性和韌性,這決定了它具有良好的彎折、卷曲和沖壓成型性,因而常常被用來制成各種形狀的構件、容器或管道。這樣一來,奧(ao)氏體(ti)不銹鋼被焊接的機會也因此比其他不銹鋼大得多。這類鋼的韌性、塑性本來就好,又不會發生任何的淬火硬化,所以,盡管其線膨脹系數比碳鋼大得多,焊接過程中的彈、塑性應力和應變量很大,卻極少出現冷裂紋。奧氏體不銹鋼焊接接頭不存在淬火硬化區,又由于它有很強的加工硬化能力,所以,即使受焊接熱影響而軟化的區域,其抗拉強度仍然不低。可以這樣認為,只要是不誤用焊接填充材料,焊接接頭強度不是焊接性的重點。該類鋼的熱脹冷縮特別大,所帶來的焊接性問題,主要有兩個:一個是熱裂紋問題,這與該類鋼的晶界特性和對某些微量雜質如硫、磷等敏感有關;另一個則是焊接變形較大的問題。
奧氏(shi)體(ti)(ti)型不銹鋼的(de)耐腐(fu)蝕(shi)(shi)性能特(te)(te)別優良,這是其獲得最(zui)為廣泛應(ying)(ying)用調焊(han)接接頭(tou)的(de)各(ge)種耐腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)能力。人們(men)針對各(ge)種腐(fu)蝕(shi)(shi)環(huan)境(jing)(jing)和腐(fu)蝕(shi)(shi)機理,選用各(ge)種耐不同腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)奧氏(shi)體(ti)(ti)型不銹鋼。因此,對于(yu)相應(ying)(ying)于(yu)每一種用于(yu)某(mou)種特(te)(te)定環(huan)境(jing)(jing)中(zhong)的(de)不同鋼種,焊(han)接接頭(tou)都(dou)應(ying)(ying)滿足其在特(te)(te)定環(huan)境(jing)(jing)中(zhong)的(de)特(te)(te)殊耐腐(fu)蝕(shi)(shi)性要求(qiu)。于(yu)是,焊(han)接接頭(tou)的(de)耐腐(fu)蝕(shi)(shi)問(wen)題自然也(ye)是焊(han)接工作者不可回避的(de),必(bi)須面對的(de)最(zui)主要問(wen)題,也(ye)應(ying)(ying)是不銹鋼焊(han)管生(sheng)產(chan)廠關注的(de)主題。
奧氏(shi)體不銹鋼是使用最為廣泛的不銹鋼,這和它具(ju)(ju)有良(liang)好的機械性能(neng)、耐腐蝕(shi)性能(neng),其(qi)焊(han)(han)接(jie)性在(zai)高合金鋼中被認(ren)為是最好的有關(guan)。鉻(ge)-鎳奧氏(shi)體鋼具(ju)(ju)有良(liang)好的焊(han)(han)接(jie)性,無(wu)淬硬性,因(yin)而(er)在(zai)熱影響區(qu)內無(wu)淬硬現象,同時也無(wu)晶粒粗大化。但在(zai)焊(han)(han)接(jie)中存(cun)在(zai)以下問(wen)題:
一、碳化鉻的(de)形成(cheng),降(jiang)低了(le)焊接接頭抗(kang)晶間腐蝕的(de)能力
奧氏體不銹鋼焊接接頭可有三種晶間腐(fu)蝕的情況:焊縫晶間腐蝕、母材上敏化區腐蝕及刀狀腐(fu)蝕。關于奧氏體鋼晶間腐蝕的機理,一般用“貧鉻”理論來解釋。在固溶狀態下,奧氏體鋼中的碳過飽和固溶于奧氏體中。加熱過程中,過飽和的碳將以Cr23C6。的形式沿晶界析出。Cr23C6中含鉻量大大超過奧氏體基體中的含鉻量,因而使晶界附近含鉻量顯著下降,晶內的鉻原子又來不及擴散及時補充,故形成貧鉻層(Cr<11.7%).貧鉻層的電極電位比晶體內低得很多,在腐蝕質的作用下,電極電位低的晶界將成為陽極,被腐蝕溶解。
1. 焊(han)縫(feng)晶間(jian)腐蝕和母材上敏化溫度區腐蝕
18-8型不銹鋼在450℃~850℃加(jia)熱(re)時,具有(you)晶間(jian)(jian)腐蝕(shi)傾向(xiang),這一(yi)溫度范圍稱為敏化(hua)溫度區間(jian)(jian)。
焊縫晶間腐(fu)蝕(shi)可有兩種情況,一(yi)種情況為焊接線能(neng)量過大或多層焊時焊縫金(jin)屬在敏化溫度區間停留時間過長所(suo)引(yin)起,即焊接狀(zhuang)態(tai)下(xia)已(yi)有碳(tan)化鉻析出(chu)而形成貧鉻層;另(ling)一(yi)種情況是焊接狀(zhuang)態(tai)下(xia)耐蝕(shi)性良(liang)好,焊后經(jing)受了敏化加熱的條(tiao)件,因而具有晶間腐(fu)蝕(shi)傾向。
熱影響區(qu)、敏化區(qu)的(de)晶間腐(fu)蝕傾向也是由(you)于形成(cheng)貧(pin)鉻(ge)層所致(zhi)。但因為焊接熱循環具有快(kuai)速連續加熱的(de)特點,碳化鉻(ge)的(de)析出需要在更高的(de)溫(wen)度(du)(du)下才能較(jiao)快(kuai)進行,因此(ci),焊接接頭的(de)敏化區(qu)溫(wen)度(du)(du)范圍為600℃~1000℃,高于平衡加熱條件下的(de)敏化區(qu)溫(wen)度(du)(du)450℃~850℃。
焊縫(feng)和熱(re)(re)影響區晶間腐(fu)(fu)蝕傾向與含碳量、加熱(re)(re)溫(wen)度和保(bao)溫(wen)時間等因(yin)素有關。因(yin)此,為提高焊接接頭抗(kang)晶腐(fu)(fu)蝕能力,一般(ban)宜采取以下(xia)措施:
①. 減小母材及焊縫中的含碳量,使加熱時減少或避免Cr32C6析出,消除產生貧鉻層的機會。例如,超低碳(C≤0.03%)不銹鋼由于含碳量較低,具有優良的抗蝕性能,但是超低碳不銹鋼的冶煉成本高。
②. 在(zai)鋼中添(tian)加穩定化(hua)元素鈦、鈮等(deng),使之優先形成MC,而避(bi)免形成貧(pin)鉻層。
③. 使焊縫(feng)形成(cheng)奧(ao)(ao)氏體(ti)加(jia)少量鐵素(su)體(ti)的(de)雙相組織(zhi)。當焊縫(feng)中(zhong)(zhong)存(cun)在(zai)一定數量的(de)鐵素(su)體(ti)時,可以細化(hua)晶(jing)粒,增加(jia)晶(jing)界面積,使晶(jing)界單位面積上(shang)的(de)碳化(hua)鉻析出量減少,減輕貧(pin)鉻程度。鉻在(zai)鐵素(su)體(ti)中(zhong)(zhong)溶解(jie)度較(jiao)大,Cr2C6優先在(zai)鐵素(su)體(ti)中(zhong)(zhong)形成(cheng),而不致使奧(ao)(ao)氏體(ti)晶(jing)界貧(pin)鉻;此(ci)外,散布(bu)在(zai)奧(ao)(ao)氏體(ti)之(zhi)間的(de)鐵素(su)體(ti),還可能防止腐蝕沿(yan)晶(jing)界向內部(bu)擴展。
④. 控制在敏化溫(wen)度(du)區間的停(ting)(ting)留(liu)時間。調整(zheng)焊(han)(han)接(jie)熱循環(huan),盡可(ke)能縮(suo)短600℃以上的高溫(wen)停(ting)(ting)留(liu)時間,以防止焊(han)(han)縫及熱影響區大量析(xi)出碳化鉻。如(ru)選擇能量密(mi)度(du)高的焊(han)(han)接(jie)方法(如(ru)等離子弧焊(han)(han)),選用較小(xiao)的焊(han)(han)接(jie)線能量,焊(han)(han)縫背面通氬氣(qi)或(huo)采用銅墊(dian)增加(jia)焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭的冷卻速度(du),減少起弧、收弧次數以避免(mian)重復加(jia)熱,多層(ceng)焊(han)(han)時與腐蝕介質的接(jie)觸面盡可(ke)能最后施焊(han)(han)等,均可(ke)以減少接(jie)頭的晶間腐蝕傾向。
⑤. 焊后進行固溶處理或穩定化退火。固溶處理可使已析出的Cr23C6重新溶入奧氏體中,但一般只適用于較小的工件。穩定化退火是將工件加熱到850℃~900℃保溫后空冷。其作用為使碳化物充分析出,并促使鉻加速擴散而消除貧鉻區。
2. 焊接接頭的(de)刀狀(zhuang)腐蝕
刀狀腐蝕簡稱刀蝕,它是焊接接頭中特有的一種晶間腐蝕,只發生在含有穩定劑的奧氏體鋼(如321不銹鋼(gang)、316Ti不銹(xiu)鋼等)的焊接接頭中。刀狀腐蝕的腐蝕部位在熱影響區的過熱區,沿熔合線發展,開始寬度僅3~5個晶粒,逐步擴大至1.0mm~1.5mm。因形狀如刀刃,故稱刀狀腐蝕。
高溫(wen)(wen)過(guo)熱和(he)中(zhong)溫(wen)(wen)敏化(hua)是導(dao)致焊(han)接(jie)接(jie)頭產(chan)生刀(dao)蝕的重(zhong)要條件(jian)。含有穩(wen)定劑的奧氏(shi)體(ti)鋼(gang)(gang),一般以(yi)(yi)固溶(rong)狀態供貨,此(ci)時鋼(gang)(gang)中(zhong)少(shao)部分的碳(tan)(tan)固溶(rong)于(yu)奧氏(shi)體(ti),其(qi)余大部分碳(tan)(tan)則形(xing)成(cheng)(cheng)TiC或NbC.焊(han)接(jie)時,在(zai)(zai)溫(wen)(wen)度(du)超過(guo)1200℃的過(guo)熱區中(zhong),這些碳(tan)(tan)化(hua)物將溶(rong)入固溶(rong)體(ti)。由于(yu)碳(tan)(tan)的擴散能力較強,在(zai)(zai)冷卻過(guo)程中(zhong)將偏聚在(zai)(zai)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界形(xing)成(cheng)(cheng)過(guo)飽和(he)狀態,而鈦則因擴散能力低而留于(yu)晶(jing)(jing)(jing)(jing)內。當焊(han)接(jie)接(jie)頭在(zai)(zai)敏化(hua)溫(wen)(wen)度(du)區間(jian)再(zai)次加熱時,過(guo)飽和(he)的碳(tan)(tan)將在(zai)(zai)晶(jing)(jing)(jing)(jing)間(jian)以(yi)(yi)CraC.形(xing)式析(xi)出,在(zai)(zai)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界形(xing)成(cheng)(cheng)貧鉻層,使焊(han)接(jie)接(jie)頭抗蝕性(xing)能降低。從以(yi)(yi)上分析(xi)可知,刀(dao)狀腐蝕的形(xing)成(cheng)(cheng)根(gen)源也在(zai)(zai)于(yu)在(zai)(zai)晶(jing)(jing)(jing)(jing)間(jian)形(xing)成(cheng)(cheng)貧鉻層。
防止刀蝕的措施如(ru)下:
①. 降低含(han)(han)碳量 這是防止(zhi)刀狀腐(fu)蝕的很有效的措施。對于含(han)(han)有穩定(ding)化元素的不(bu)銹鋼,含(han)(han)碳量最好(hao)不(bu)超過(guo)0.06%。
②. 采用合理的(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)工藝 盡(jin)量選擇較小的(de)線能量,以減少過熱區(qu)在(zai)高溫(wen)停留時間,注意避(bi)免在(zai)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)過程產生“中溫(wen)敏化(hua)”的(de)效果。因此雙(shuang)面焊(han)(han)(han)(han)時,與(yu)腐蝕介(jie)質接(jie)觸的(de)焊(han)(han)(han)(han)縫應最后施(shi)焊(han)(han)(han)(han)(這(zhe)是大直(zhi)徑(jing)厚(hou)壁焊(han)(han)(han)(han)管內焊(han)(han)(han)(han)在(zai)外焊(han)(han)(han)(han)之后再進行的(de)原因所在(zai)),如(ru)不能實施(shi)則(ze)應調整焊(han)(han)(han)(han)接(jie)規(gui)范及焊(han)(han)(han)(han)縫形狀,盡(jin)量避(bi)免與(yu)腐蝕介(jie)質接(jie)觸的(de)過熱區(qu)再次(ci)受到敏化(hua)加熱。
③. 焊后(hou)熱(re)處理(li) 焊后(hou)進行(xing)固溶或穩定化(hua)處理(li),均能提高接(jie)頭的抗刀狀腐蝕(shi)能力。
二、 應(ying)力腐蝕開裂
應(ying)力(li)腐蝕(shi)開裂是金屬在特定的腐蝕介質和拉應力的共同作用下所產生的延遲破壞現象,也稱應力腐蝕裂紋(Stress Corrosion Cracking,簡稱SCC).
鉻-鎳奧氏體不銹鋼(gang)中,產(chan)生應(ying)力(li)腐蝕(shi)開(kai)(kai)裂(lie)(lie)(lie)常見的(de)鋼(gang)種(zhong),有不含鈦、鈮的(de)18-8型(xing)和17-12-Mo型(xing)鋼(gang),其次(ci)是超低碳不銹鋼(gang)。由于(yu)介(jie)質(zhi)不同(tong),應(ying)力(li)開(kai)(kai)裂(lie)(lie)(lie)既(ji)可呈晶(jing)(jing)間開(kai)(kai)裂(lie)(lie)(lie)形(xing)式(shi),也可呈穿晶(jing)(jing)開(kai)(kai)裂(lie)(lie)(lie)形(xing)式(shi),或為穿晶(jing)(jing)和沿晶(jing)(jing)混(hun)合開(kai)(kai)裂(lie)(lie)(lie)形(xing)式(shi)。
不銹鋼產(chan)生應(ying)力腐(fu)蝕開裂(lie)的影響(xiang)因(yin)素很(hen)多(duo),包(bao)括(kuo)鋼材成分、組織(zhi)和狀態、介質(zhi)種類、溫度(du)(du)及(ji)(ji)濃度(du)(du)、應(ying)力的性質(zhi)、大小以及(ji)(ji)結構(gou)特點等。
防止應力(li)腐蝕開裂的主(zhu)要措施如下:
1. 正(zheng)確選(xuan)擇(ze)材(cai)料及合理調整焊縫(feng)成分
根據介質特(te)性選用(yong)對應(ying)力腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)開裂敏感性低的(de)材料(liao),應(ying)該是防止(zhi)應(ying)力腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)開裂的(de)最根本(ben)措(cuo)施。此(ci)類(lei)鋼(gang)有高(gao)(gao)純鉻-鎳(nie)奧氏(shi)體(ti)不銹鋼(gang)、高(gao)(gao)硅鉻-鎳(nie)奧氏(shi)體(ti)鋼(gang)、鐵素(su)體(ti)-奧氏(shi)體(ti)鋼(gang)、高(gao)(gao)鉻鐵素(su)體(ti)鋼(gang)等。合理地調整(zheng)焊(han)縫(feng)成分是提高(gao)(gao)接頭抗(kang)應(ying)力腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)能力的(de)重(zhong)要措(cuo)施之一(yi)。一(yi)般認為,當焊(han)縫(feng)金屬為奧氏(shi)體(ti)-鐵素(su)體(ti)雙(shuang)相組織時,具有較好的(de)抗(kang)應(ying)力腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)性能。
2. 消(xiao)除或減小殘余應力(li)
拉伸應(ying)(ying)力(li)的(de)(de)存在(zai)是產生應(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)開裂的(de)(de)先決(jue)條件之一(yi)。可以(yi)認為,不(bu)銹鋼部件中若不(bu)存在(zai)拉應(ying)(ying)力(li),則可以(yi)完全(quan)避(bi)免應(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)開裂。因此,消(xiao)除(chu)或(huo)減少結構(gou)中的(de)(de)殘余(yu)應(ying)(ying)力(li),是防止應(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)開裂的(de)(de)重要措施(shi)。
焊后(hou)進(jin)行(xing)(xing)消除應力熱處(chu)理是(shi)常(chang)用(yong)的工藝措(cuo)施。例如,對奧氏體不銹鋼一般(ban)進(jin)行(xing)(xing)900℃的消除應力退(tui)火熱處(chu)理。采用(yong)機械的方法也(ye)可(ke)以降低(di)表(biao)面殘余應力或造成壓應力。如表(biao)面拋光、噴丸(wan)和(he)錘擊。
3. 合理的結構設計
結(jie)構(gou)(gou)中應(ying)避免形(xing)成較(jiao)大(da)的(de)(de)應(ying)力(li)集中或在制造中避免產(chan)生較(jiao)大(da)的(de)(de)殘余應(ying)力(li)。在設(she)(she)備和容器中與腐(fu)(fu)蝕(shi)介質的(de)(de)接觸面不能有(you)縫隙,盡(jin)可能采用對接接頭,結(jie)構(gou)(gou)設(she)(she)計中注意不產(chan)生熱(re)流集中而引起的(de)(de)局(ju)部過熱(re)或腐(fu)(fu)蝕(shi)液滯留而局(ju)部濃縮(suo)等。
三(san)、焊接熱(re)裂紋
奧氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)焊接(jie)時,焊縫(feng)及熱影(ying)響(xiang)區(qu)均可能出現熱裂(lie)紋。最常見的是焊縫(feng)結晶裂(lie)紋,有時在熱影(ying)響(xiang)區(qu)或多層(ceng)焊層(ceng)間金屬也可出現液化裂(lie)紋。
奧氏體鋼(gang)具有較(jiao)大的(de)熱裂紋敏感性,主要取(qu)決于鋼(gang)的(de)化學(xue)成(cheng)分、組(zu)織與性能的(de)特(te)點(dian)。
奧氏體鋼(gang)中合(he)金(jin)元素較多(duo),尤其是含有一(yi)定數量的鎳,它不僅(jin)提高了奧氏體的穩定性(xing),而(er)且還易和硫、磷等(deng)(deng)雜質形成(cheng)低熔(rong)點化合(he)物或共(gong)晶,如Ni-S共(gong)晶熔(rong)點為645℃、Ni-P共(gong)晶為880℃,比Fe-S、Fe-P共(gong)晶的熔(rong)點更(geng)低,危害(hai)性(xing)也更(geng)大。其他一(yi)些元素如硼、硅(gui)等(deng)(deng)的偏析(xi),也將促使(shi)產生(sheng)熱裂(lie)紋。
奧(ao)氏體鋼焊(han)縫易形(xing)成(cheng)方向性(xing)強(qiang)的粗大柱狀晶(jing)組(zu)織,有利(li)于有害雜質和(he)元素的偏析,從而促使形(xing)成(cheng)連續的晶(jing)間液(ye)膜(mo),提高了熱裂紋的敏感(gan)性(xing)。
從奧(ao)氏體不銹(xiu)鋼的物理性(xing)能(neng)看,它具有導熱系數(shu)小(xiao)、線膨脹系數(shu)大的特點,因而在焊(han)接不均勻(yun)加熱的情況下,極易形成較大的拉應力,促進了焊(han)接熱裂紋的產生。
由以上(shang)分析可知,與結構鋼相比(bi),奧(ao)氏(shi)體不(bu)銹鋼的焊(han)接熱裂(lie)紋傾(qing)向較大,尤其是高鎳奧(ao)氏(shi)體不(bu)銹鋼。
防(fang)止奧氏體不銹鋼焊接熱裂紋(wen)的主要措(cuo)施如下:
1. 嚴(yan)格控(kong)制有害雜質(zhi)硫、磷的含(han)量,鋼中含(han)鎳量越高(gao),越應該嚴(yan)格控(kong)制。
2. 調(diao)整焊縫(feng)金屬的組織
奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不銹鋼(gang)(gang)焊(han)縫可以(yi)是(shi)單(dan)相(xiang)(xiang)的(de)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)組(zu)織(zhi)(zhi),也可以(yi)是(shi)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)為主的(de)雙相(xiang)(xiang)組(zu)織(zhi)(zhi)。大(da)量實踐證明,單(dan)相(xiang)(xiang)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)組(zu)織(zhi)(zhi)的(de)焊(han)縫,對熱裂(lie)紋的(de)敏(min)感性(xing)較(jiao)大(da),而(er)雙相(xiang)(xiang)組(zu)織(zhi)(zhi)的(de)焊(han)縫,則具有(you)良好的(de)抗(kang)(kang)裂(lie)性(xing)能(neng),如(ru)表2-2中所列出的(de)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)焊(han)縫中δ-鐵素體(ti)(ti)的(de)影響。焊(han)接18-8型不銹鋼(gang)(gang)時,如(ru)果(guo)形成γ+5%δ的(de)雙相(xiang)(xiang)組(zu)織(zhi)(zhi),不僅可以(yi)提高(gao)(gao)抗(kang)(kang)晶(jing)間腐蝕能(neng)力,而(er)且(qie)又(you)減小了熱裂(lie)敏(min)感性(xing)。焊(han)縫中的(de)δ相(xiang)(xiang),可以(yi)細化晶(jing)粒(li),消除單(dan)相(xiang)(xiang)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)的(de)方向性(xing),減少有(you)害雜質在晶(jing)界的(de)偏析,而(er)且(qie)δ相(xiang)(xiang)能(neng)解較(jiao)多的(de)硫、磷,并能(neng)降低界面能(neng),阻止晶(jing)間液(ye)膜的(de)形成,從而(er)有(you)利于(yu)提高(gao)(gao)焊(han)縫的(de)抗(kang)(kang)熱裂(lie)紋能(neng)力。

3. 調整焊縫(feng)金屬合金成分(fen)
當(dang)在(zai)焊(han)(han)(han)縫(feng)中(zhong)不允(yun)許有(you)雙相組(zu)織時,如(ru)表2-2中(zhong)“不希望有(you)δ-鐵素(su)體的理(li)由(you)”所(suo)列出的各項,就必(bi)須對(dui)焊(han)(han)(han)縫(feng)金屬進行(xing)合(he)理(li)的合(he)金化。如(ru)在(zai)單相穩(wen)定(ding)奧氏體鋼中(zhong)適當(dang)增加錳、碳、氮的含(han)量可以提高焊(han)(han)(han)縫(feng)的抗裂(lie)性(xing)能(neng)。此外(wai),加入(ru)少量的鈰、鋯、鉭等微量元素(su),可以細(xi)化焊(han)(han)(han)縫(feng)組(zu)織、凈化晶(jing)界,也可減少焊(han)(han)(han)縫(feng)的熱裂(lie)紋敏感性(xing)。
4. 工藝(yi)措施
在焊接奧氏體不銹鋼時,應盡量減小熔池過熱,以防止形成粗大的柱狀晶。奧氏體不銹鋼焊接宜采用小線能量及小截面的焊道。至于液化裂紋,它主要出現于310S不銹鋼的焊接接頭中。為了防止產生液化裂紋,除了嚴格限制母材中的雜質含量以及控制母材的晶粒度以外,在工藝上應采用高能量密度的焊接方法、小線能量和提高接頭的冷卻速度等措施,以減小母材的過熱和避免近縫區晶粒的粗化。
四、奧氏體鋼焊接接頭的脆(cui)化
奧氏體(ti)(ti)鋼用(yong)(yong)途頗廣,可在耐(nai)(nai)熱(re)、耐(nai)(nai)蝕(shi)、低溫(wen)(wen)等(deng)各種(zhong)條(tiao)件下使(shi)用(yong)(yong)。不同的(de)(de)(de)工(gong)(gong)(gong)作(zuo)(zuo)條(tiao)件,對(dui)焊接接頭(tou)的(de)(de)(de)性(xing)能要(yao)(yao)求也不同。耐(nai)(nai)蝕(shi)鋼通(tong)常是(shi)在室(shi)溫(wen)(wen)或350℃以(yi)下工(gong)(gong)(gong)作(zuo)(zuo),主(zhu)要(yao)(yao)要(yao)(yao)求耐(nai)(nai)蝕(shi)性(xing),對(dui)機械(xie)性(xing)能無特殊要(yao)(yao)求。用(yong)(yong)于(yu)高溫(wen)(wen)條(tiao)件的(de)(de)(de)熱(re)強(qiang)鋼,如是(shi)短時工(gong)(gong)(gong)作(zuo)(zuo),則(ze)要(yao)(yao)求保證接頭(tou)與母材等(deng)強(qiang)度(du);而長(chang)期工(gong)(gong)(gong)作(zuo)(zuo)(10年以(yi)上)時,則(ze)保證焊接接頭(tou)的(de)(de)(de)塑性(xing),防止高溫(wen)(wen)脆化(hua)是(shi)關(guan)鍵。對(dui)于(yu)低溫(wen)(wen)工(gong)(gong)(gong)作(zuo)(zuo)的(de)(de)(de)奧氏體(ti)(ti)不銹鋼,則(ze)主(zhu)要(yao)(yao)要(yao)(yao)求良好的(de)(de)(de)低溫(wen)(wen)韌(ren)性(xing),防止焊接接頭(tou)發(fa)生低溫(wen)(wen)脆斷(duan)。從(cong)不同的(de)(de)(de)工(gong)(gong)(gong)作(zuo)(zuo)條(tiao)件下對(dui)接頭(tou)性(xing)能的(de)(de)(de)要(yao)(yao)求來(lai)看(kan),奧氏體(ti)(ti)不銹鋼焊接接頭(tou)的(de)(de)(de)低溫(wen)(wen)脆化(hua)和高溫(wen)(wen)脆化(hua)是(shi)值得注(zhu)意的(de)(de)(de)問題。
當18-8型(xing)(xing)鋼焊縫為(wei)雙相組織(zhi)時,其拉(la)伸強度、屈服強度與塑(su)性(xing)略低于母(mu)材(cai),但韌(ren)性(xing)比母(mu)材(cai)低得多,因而難以保證(zheng)低溫(wen)(wen)條件下對焊接接頭韌(ren)性(xing)的要求。為(wei)了保證(zheng)18-8型(xing)(xing)鋼焊縫具(ju)有(you)良好(hao)的低溫(wen)(wen)韌(ren)性(xing),應使焊縫為(wei)單相奧(ao)氏體組織(zhi)。
奧氏(shi)體焊縫中含有(you)(you)較(jiao)多的鐵素體化元素或有(you)(you)較(jiao)多的δ相(xiang)時,高(gao)溫(wen)條件下(xia),由于δ→σ轉變,引(yin)起(qi)σ相(xiang)脆化,焊縫的塑性(xing)和(he)韌性(xing)均顯著(zhu)下(xia)降。因此,為了保(bao)證必要的塑性(xing)和(he)韌性(xing),焊縫中的δ相(xiang)應小于5%。
單相的奧氏體(ti)焊(han)縫也可能出(chu)現σ相,這(zhe)與合(he)金系統(tong)有關。如310S不銹(xiu)鋼(gang)焊(han)縫中鉻與硅含量(liang)偏(pian)上(shang)限(xian),而碳、鎳含量(liang)偏(pian)下限(xian)時(shi),就容易沿晶界析出(chu)σ相,這(zhe)比晶內析出(chu)σ相,對焊(han)接接頭脆化(hua)影(ying)響更為嚴(yan)重。
為了(le)避免出現(xian) σ脆(cui)性相,應盡(jin)量限(xian)制(zhi)焊(han)縫(feng)(feng)中(zhong)的(de)δ相數(shu)量,考慮焊(han)縫(feng)(feng)的(de)合金化時(shi)(shi),適當減少鐵(tie)素體形(xing)成元素;多(duo)層焊(han)時(shi)(shi)采(cai)用(yong)較(jiao)小(xiao)的(de)線能(neng)量,以減小(xiao)熔池體積(ji),提高(gao)冷(leng)卻速度(du),縮短高(gao)溫停(ting)留時(shi)(shi)間(jian)。對于(yu)已經出現(xian)σ相的(de)焊(han)縫(feng)(feng),可(ke)將(jiang)焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)加(jia)熱至1050℃~1100℃,保(bao)溫1小(xiao)時(shi)(shi)后水冷(leng),進行固溶處理,此時(shi)(shi)絕大部分 σ 相可(ke)重新(xin)溶入奧氏體中(zhong),性能(neng)即可(ke)恢復(fu)。
五、焊接變形較大
因(yin)為奧氏體不銹鋼導熱性(xing)能差(cha),膨脹系(xi)數大(da),焊(han)接(jie)變形較大(da),特別是薄板。因(yin)此,焊(han)接(jie)時應適當采取(qu)防(fang)形的(de)措施,如夾具(ju)等。

