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奧氏體不銹鋼的焊接缺陷分析及防治


2016-08-15來源:暫無數(shù)據(jù)

? ? ? ??不銹鋼按組織可分為四類:奧氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼、馬氏體不銹鋼和雙相不銹鋼。奧氏體不銹鋼的生產量和使用量約占不銹鋼總產量的70%,是最重要的不銹鋼鋼種。奧氏體不銹鋼中一般都含有較多的CrNi這兩種元素。與其他不銹鋼相比,奧氏體不銹鋼除了具有極好的抗腐蝕性之外,還具有生物相容性,良好的成型性和可焊性,好的塑性、韌性,而且具有無磁性的特點,是一種性能十分優(yōu)良的材料。因而在石油化工、生物醫(yī)學、食品、海洋等許多領域中都得到廣泛應用。

奧氏體不銹鋼有很多優(yōu)點,但在焊接過程中往往會出現(xiàn)一些影響材料性能的缺陷,比如產生嚴重的焊接接頭晶間腐蝕、應力腐蝕、出現(xiàn)熱裂紋現(xiàn)象等。這些缺陷一旦發(fā)生,在使用過程中必將影響設備的使用壽命,造成安全隱患。研究者們在對奧氏體不銹鋼焊接過程中常出現(xiàn)的缺陷進行分析探討的基礎上,提出了減少或防止缺陷產生的措施。對提高奧氏體不銹鋼的使用壽命、拓展其應用領域,具有重要的意義和參考價值。

影響奧氏體不銹鋼焊接質量的因素是多方面的,主要有材料、工藝和環(huán)境。晶間腐蝕是不銹鋼在焊接過程中,最易發(fā)生的問題,通過調整焊材和母材中C元素的百分含量,并適當添加鐵素體形成元素,在合適的焊接條件及正確的焊后處理下,基本可以避免這種缺陷的發(fā)生。奧氏體不銹鋼的含碳量很低,且鋼中加入1%左右的Ti作為穩(wěn)定劑,抑制Cr的碳化物的形成,從而可以消除鋼的晶間腐蝕傾向。

材料應力腐蝕開裂是在應力和腐蝕環(huán)境的共同作用下引起的破壞,所以可以分別從環(huán)境和應力兩個方面采取措施,防止應力腐蝕的發(fā)生。一方面,改變與材料接觸的腐蝕環(huán)境,是防止應力腐蝕的一個有效措施。另一方面,減少或消除殘余應力是防止應力腐蝕的另一有效措施。應力腐蝕的發(fā)生,主要是因為奧氏體不銹鋼的導熱率小、線膨脹系數(shù)大的性質決定的,通過焊后增加退火工藝的方式減小其發(fā)生的幾率,不能退火的情形可以通過采用合適的焊接工藝加以改善,同時避免接觸含有鹵素的腐蝕溶液并控制溶液中的氧含量。

奧氏體不銹鋼的熱裂主要受合金成分、金相組織及焊接應力的影響,因此可以通過調節(jié)焊材的合金成分,控制存在的金相組織和采用合適的焊接工藝來加以控制。對不銹鋼脆化的情況,可以通過調整合金成分加以避免和改善。從材料、工藝等方面采取適當?shù)拇胧瑢⒋蟠筇岣邐W氏體不銹鋼的使用壽命,具有重要的經濟意義。

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