鐵素體不銹鋼的焊接.ppt

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1、4.3鐵素體不銹鋼的焊接14.3.1鐵素體不銹鋼焊接性分析一、鐵素體不銹鋼的類型（1）普通鐵素體鋼按其含鉻量分為：低Cr鋼（ω鉻=12%—14%）如00Cr12、0Cr13、0Cr13Al等；中Cr鋼（ω鉻=16%—18%）如0Cr17Ti、1Cr17Mo等；低Cr鋼和中Cr鋼中只有碳含量低時才是鐵素體組織高Cr鋼（ω鉻=25%—30%）如1Cr25Ti、1Cr28等。（2）高純度鐵素體鋼鋼中C+N含量限制很嚴ωC+N≤0.035%—0.045%，如00Cr18Mo2等ωC+N≤0.03%，如00Cr18MoTi等；ωC+

2、N≤0.01%—0.015%，如000Cr18MoTi、000Cr26Mo1、000Cr30Mo等。2二、焊接性分析由于鐵素體的線膨脹系數(shù)比奧氏體小，其焊接熱裂紋和冷裂紋的問題并不突出。1、焊接接頭的晶間腐蝕(1)ωC=0.05%—0.1%的普通鐵素體鉻鋼發(fā)生腐蝕的條件和奧氏體鉻-鎳鋼稍有不同。從900℃以上快速冷卻，鐵素體不銹鋼對腐蝕很明感，但經(jīng)過650—800℃的回火后，又可恢復(fù)其耐蝕性。所以焊接接頭產(chǎn)生晶間腐蝕的位置是緊挨焊縫的高溫區(qū)。3(2)普通純鐵素體不銹鋼焊接接頭的晶間腐蝕符合貧鉻理論。由于碳、氮在鐵素體中的擴

3、散速度比在奧氏體快的多，在焊后冷卻過程中，晶界上沉淀出碳化物和氮化物。但鉻的擴散速度比碳和氮的慢，導(dǎo)致在晶界上出現(xiàn)貧鉻區(qū)。在腐蝕介質(zhì)的作用下出現(xiàn)晶間腐蝕?！粲捎阢t在鐵素體中的擴散比在奧氏體中快，所以克服焊縫高溫區(qū)的貧鉻帶的措施為：①在650—800℃短時間保溫，使過飽和的碳和氮完全析出，而鉻又來得及補充貧鉻區(qū)；②在600℃較長時間保溫或焊接接頭自900℃以上緩慢冷卻，使碳、氮化物充分析出，達到或接近剛才退火狀態(tài)下固溶的碳和氮含量的平衡時，仍能保持其耐蝕性。4(3)超高純度高鉻鐵素體不銹鋼主要化學(xué)成分有Cr、Mo和C、N。其

4、中C+N總含量不等，都存在一個晶間腐蝕的敏化臨界溫度區(qū)間，即超過或低于此區(qū)域不會產(chǎn)生晶間腐蝕。同時還有一個臨界敏化時間區(qū)，即在這個區(qū)時間之前的一段時間，即使在敏化溫度也不會產(chǎn)生晶間腐蝕。因此超高純度鐵素體不銹鋼必須滿足既在敏化臨界溫度區(qū)，又在臨界敏化時間內(nèi)才有可能產(chǎn)生晶間腐蝕。無論普通純度鐵素體型不銹鋼還是超高純度鐵素體型不銹鋼焊接接頭的晶間腐蝕傾向都與其合金元素的含量有關(guān)。隨著鋼中碳和氮的總含量降低，晶間腐蝕傾向減小。52、焊接接頭的脆化（1）高溫脆性鐵素體不銹鋼焊接接頭加熱至950—1000℃以上后急冷至室溫，焊接熱影

5、響區(qū)的塑性和韌性顯著降低，稱為“高溫脆性”。碳、氮的含量越高，焊接熱影響區(qū)脆化程度就越嚴重。焊接接頭冷卻速度越快，其韌性下降值越多；如果空冷，則對塑性影響不大。這是由于快速冷卻過程中，基體位錯上析出細小分散的碳、氮化物，阻礙位錯運動，此時強度提高而塑性明顯下降。因此降低C、N含量，對提高焊縫質(zhì)量是有利的。另外，出現(xiàn)高溫脆性的焊接接頭，若重新加熱至750—850℃，可以恢復(fù)其塑性。6（2）σ相脆化σ相的形成與焊縫金屬中的化學(xué)成分、組織、加熱溫度、保溫時間以及預(yù)先冷變形等因素有關(guān)。增大產(chǎn)生σ相傾向的元素主要有鋁、硅、鈦、和鈮（

6、Nb）等。（3）475℃脆化鉻含量在15%以上的普通純度鐵素體不銹鋼在400—500℃長期加熱后即可出現(xiàn)475℃脆性。475℃脆化可通過焊后熱處理消除。71、焊接方法◆普通純度鐵素體鋼的焊接方法通?？刹捎煤笚l電弧焊、藥芯焊絲電弧焊、熔化極氣體保護焊、鎢極氬弧焊和埋弧焊。無論采用何種焊接方法都應(yīng)以焊接熱輸入為目的，以抑制焊接區(qū)的鐵素體晶粒過分長大。工藝上可采用多層多道快速焊，強制冷卻焊縫的方法?！舫呒兌辱F素體剛的焊接方法有氬弧、等離子弧焊和真空電子束焊。4.3.2鐵素體不銹鋼的焊接工藝特點82、焊接材料的選擇93、低溫預(yù)熱

7、及焊后熱處理◆預(yù)熱可以焊接接頭在富有韌性的條件下焊接，能有效地防止裂紋的產(chǎn)生。但是，焊接熱循環(huán)又會使焊接接頭近縫區(qū)的晶粒急劇長大，從而引起脆化。因此預(yù)熱溫度要選擇適當(dāng)，一般控制在100—200℃?！舾逤r鐵素體鋼在焊后750—850℃進行退火處理，能夠避免貧鉻現(xiàn)象的出現(xiàn)，以恢復(fù)其耐蝕性；同時也可以改善焊接接頭的塑性。退火后應(yīng)快冷，以防止475℃脆性產(chǎn)生。10