浙江至德鋼業有限公司技術人員通過多年時間操作不銹(xiu)鋼(gang)焊接(jie)經驗總結,認為影響奧氏體不銹鋼焊接接頭晶間腐蝕因素主要有以下幾點:


1. 熱溫度和(he)時間的影響


  18-8型不(bu)銹鋼或其焊縫金屬在溫度為450~850時間越長,晶間腐蝕越嚴重,通常把450~850℃的溫度區間稱之為敏化溫度(又稱危險溫度區)當18-8型不銹鋼材及其焊接接頭,熱影響區最高溫度低于600℃或高于1000℃時,通常不會產生晶間腐蝕敏化現象。


2. 焊接條件的影響 


   有人曾進行(xing)過這(zhe)方面試(shi)驗,采用(yong)相同成分(fen)的(de)(de)(de)18-8型不銹鋼鋼板,選用(yong)相同的(de)(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)參數(shu)施(shi)焊(han)(han),其(qi)中(zhong)一批(pi)焊(han)(han)接(jie)(jie)試(shi)件(jian)先(xian)放(fang)在(zai)-70℃冷卻后(hou)(hou),在(zai)預(yu)冷溫(wen)度下施(shi)焊(han)(han);另一批(pi)焊(han)(han)接(jie)(jie)試(shi)件(jian)預(yu)先(xian)在(zai)450℃爐中(zhong)加熱,然后(hou)(hou)預(yu)熱到(dao)450℃狀態下施(shi)焊(han)(han)。焊(han)(han)后(hou)(hou)將這(zhe)兩(liang)批(pi)焊(han)(han)接(jie)(jie)試(shi)件(jian)加工成相同尺寸(cun)的(de)(de)(de)試(shi)樣放(fang)在(zai)70℃相同的(de)(de)(de)腐(fu)蝕溶液中(zhong)分(fen)別保(bao)(bao)(bao)溫(wen)4h、6h、12h、24h。結果發現預(yu)先(xian)冷卻至-70℃的(de)(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)試(shi)樣,即使保(bao)(bao)(bao)溫(wen)24h后(hou)(hou)也未發現任何腐(fu)蝕痕跡;而預(yu)熱到(dao)450℃的(de)(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)試(shi)樣,保(bao)(bao)(bao)溫(wen)12h已喪失(shi)了(le)耐(nai)晶間(jian)腐(fu)蝕的(de)(de)(de)能(neng)力。這(zhe)說明了(le)敏化溫(wen)度下的(de)(de)(de)停留(liu)時間(jian)對(dui)焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭的(de)(de)(de)耐(nai)蝕性(xing)有重要(yao)的(de)(de)(de)影(ying)響。因此(ci),對(dui)耐(nai)晶間(jian)腐(fu)蝕性(xing)能(neng)要(yao)求很高且尺寸(cun)不大(da)的(de)(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)構件(jian),預(yu)先(xian)冷卻是(shi)一種可行(xing)的(de)(de)(de)提高焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭耐(nai)晶間(jian)腐(fu)蝕能(neng)力的(de)(de)(de)工藝措施(shi)。


3. 焊后熱處理參數(shu)的影響 


  用(yong)含鈦的18-8型不銹鋼板材焊成幾組焊接(jie)試件,用(yong)不同參數(shu)的熱(re)處理進行了對比試驗。


    a. 焊后焊接試樣不進行熱處理。


    b. 焊后將焊接試樣放在爐內加熱,加熱到(dao)650℃,保溫2h,然后空冷(稱(cheng)之敏化(hua)處理)。


    c. 焊后(hou)(hou)將(jiang)焊接試樣(yang)放在(zai)爐內加熱(re),加熱(re)到880℃,保溫2h,然(ran)后(hou)(hou)空冷(稱之為穩定化處理(li))。


    d. 焊(han)(han)后將焊(han)(han)接試樣(yang)放在爐(lu)內加(jia)熱(re),加(jia)熱(re)到1050℃,保(bao)溫(wen)30mm然后水冷(稱之固溶處理)。


  將上述這批焊(han)(han)接(jie)(jie)試(shi)樣(yang)(yang)放(fang)在同一腐(fu)蝕(shi)(shi)介質中進行晶(jing)(jing)間腐(fu)蝕(shi)(shi)試(shi)驗(yan)。從試(shi)驗(yan)結果可以看出:經敏化處理(li)(li)的焊(han)(han)接(jie)(jie)試(shi)樣(yang)(yang)耐(nai)晶(jing)(jing)間腐(fu)蝕(shi)(shi)性能最差;焊(han)(han)后沒(mei)(mei)有進行熱(re)處理(li)(li)的焊(han)(han)接(jie)(jie)試(shi)樣(yang)(yang)次(ci)之;穩定化處理(li)(li)和固溶處理(li)(li)的焊(han)(han)接(jie)(jie)試(shi)樣(yang)(yang),與(yu)沒(mei)(mei)有熱(re)處理(li)(li)的焊(han)(han)接(jie)(jie)試(shi)樣(yang)(yang)相比,耐(nai)晶(jing)(jing)間腐(fu)蝕(shi)(shi)能力不僅沒(mei)(mei)有降低(di)反而(er)提高了所以,為(wei)了提高焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭耐(nai)晶(jing)(jing)間腐(fu)蝕(shi)(shi)能力,在工藝上可采用這兩種(zhong)熱(re)處理(li)(li)的方法。


4. 成分和(he)組織對晶(jing)間腐蝕的(de)影響


  焊(han)(han)縫(feng)(feng)金(jin)(jin)屬的(de)晶(jing)間(jian)腐(fu)(fu)(fu)蝕,除了上述因素(su)(su)(su)影(ying)響(xiang)之外,更主要地(di)與(yu)其成(cheng)(cheng)(cheng)分(fen)和組(zu)織(zhi)有關。若18-8型不(bu)銹鋼(gang)焊(han)(han)縫(feng)(feng)為純奧氏體(ti)(ti)(ti)組(zu)織(zhi),則比(bi)較容易形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)晶(jing)間(jian)腐(fu)(fu)(fu)蝕。如(ru)果焊(han)(han)縫(feng)(feng)金(jin)(jin)屬中(zhong)滲入適(shi)當的(de)鐵素(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)元(yuan)素(su)(su)(su),就會(hui)使焊(han)(han)縫(feng)(feng)金(jin)(jin)屬形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)奧氏體(ti)(ti)(ti)-鐵素(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)雙(shuang)相組(zu)織(zhi)。這時(shi),在奧氏體(ti)(ti)(ti)晶(jing)內以及晶(jing)粒與(yu)晶(jing)粒之間(jian)有一定數(shu)量(liang)的(de)鐵素(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti),它能分(fen)散或(huo)隔斷所(suo)形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)的(de)鉻的(de)碳化物(wu),使奧氏體(ti)(ti)(ti)的(de)晶(jing)粒交界(jie)面上不(bu)會(hui)形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)連續(xu)的(de)網狀鉻的(de)碳化物(wu),從而可提高焊(han)(han)縫(feng)(feng)金(jin)(jin)屬耐晶(jing)間(jian)腐(fu)(fu)(fu)蝕的(de)能力(li)。這是在焊(han)(han)縫(feng)(feng)金(jin)(jin)屬中(zhong)加入鐵素(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)元(yuan)素(su)(su)(su)的(de)又一種效果。鐵素(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)元(yuan)素(su)(su)(su)除鉻外,還有鉬、釩、鎢、鈦、鈮、硅(gui)等。


  在18-8型不(bu)銹鋼(gang)焊縫金(jin)屬(shu)(shu)中,滲(shen)入某些(xie)強烈形成碳化(hua)物元(yuan)素(su),如鈦、鈮(ni)、鉭、鋯等,同樣也能(neng)提高焊縫金(jin)屬(shu)(shu)抗(kang)晶間腐蝕(shi)能(neng)力。這(zhe)是由于(yu)這(zhe)些(xie)合金(jin)元(yuan)素(su)很(hen)容易與(yu)碳結(jie)合成很(hen)穩定(ding)的(de)碳化(hua)物,從而使鉻(ge)的(de)碳化(hua)物大(da)大(da)減少,在晶粒邊界就(jiu)不(bu)會(hui)出現(xian)貧(pin)鉻(ge)現(xian)象,使焊縫金(jin)屬(shu)(shu)內部組織(zhi)穩定(ding)。這(zhe)些(xie)能(neng)生(sheng)成碳化(hua)物的(de)合金(jin)元(yuan)素(su),稱它(ta)們為穩定(ding)化(hua)元(yuan)素(su)。


  按照貧(pin)鉻理論(lun),最根本有效的(de)(de)(de)(de)方(fang)法(fa)是(shi)降低(di)焊(han)縫金(jin)屬(shu)中碳(tan)(tan)的(de)(de)(de)(de)含量,直到(dao)低(di)于它(ta)在奧氏體中室(shi)溫附近(jin)的(de)(de)(de)(de)溶解極限,以徹底(di)避(bi)免碳(tan)(tan)化物的(de)(de)(de)(de)析出(chu)。這樣(yang)就不(bu)會有貧(pin)鉻區帶(dai),從而就達到(dao)了防止產(chan)生(sheng)晶間(jian)腐蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)。采用超低(di)碳(tan)(tan)18-8型不(bu)銹(xiu)鋼材質,配備超低(di)碳(tan)(tan)18-8型不(bu)銹(xiu)鋼焊(han)接材料,其(qi)焊(han)縫金(jin)屬(shu)抗晶間(jian)腐蝕(shi)能力(li)得到(dao)提高。


  除上述因素外,對(dui)18-8型不(bu)(bu)銹(xiu)鋼焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭抗晶(jing)間(jian)腐蝕有(you)影(ying)響的(de)還有(you)加(jia)工(gong)(gong)硬化。對(dui)不(bu)(bu)含有(you)穩定化元(yuan)素的(de)18-8型不(bu)(bu)銹(xiu)鋼焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭,受過冷變形后,對(dui)不(bu)(bu)同腐蝕介質的(de)抗晶(jing)間(jian)腐蝕性能均有(you)所提(ti)高,但(dan)提(ti)高程(cheng)度是各不(bu)(bu)相同的(de)。選(xuan)擇(ze)不(bu)(bu)同的(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)方法和焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)工(gong)(gong)藝(yi),通過對(dui)其焊(han)(han)(han)縫金屬成(cheng)分(fen)、組(zu)織以及(ji)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)熱(re)循環的(de)調整,可對(dui)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭抗晶(jing)間(jian)腐蝕產(chan)生一定的(de)影(ying)響。