浙江至德鋼業有限公司技術人員通過多年時間操作不(bu)銹鋼焊接經驗總結,認為影響奧氏體不銹鋼焊接接頭晶間腐(fu)蝕因素主要有以下幾點:
1. 熱(re)溫度和時間的影響
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(xiang)
有人曾進行(xing)過這方面(mian)試(shi)驗,采(cai)用相(xiang)同(tong)成分的(de)(de)18-8型不銹鋼鋼板,選(xuan)用相(xiang)同(tong)的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)參數施焊(han)(han)(han)(han),其中(zhong)一批(pi)(pi)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)試(shi)件(jian)先放在(zai)(zai)-70℃冷卻后,在(zai)(zai)預(yu)(yu)冷溫(wen)度下施焊(han)(han)(han)(han);另(ling)一批(pi)(pi)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)試(shi)件(jian)預(yu)(yu)先在(zai)(zai)450℃爐中(zhong)加熱,然后預(yu)(yu)熱到(dao)450℃狀態(tai)下施焊(han)(han)(han)(han)。焊(han)(han)(han)(han)后將這兩批(pi)(pi)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)試(shi)件(jian)加工(gong)成相(xiang)同(tong)尺寸的(de)(de)試(shi)樣(yang)(yang)放在(zai)(zai)70℃相(xiang)同(tong)的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)溶(rong)液(ye)中(zhong)分別保溫(wen)4h、6h、12h、24h。結果發(fa)(fa)現預(yu)(yu)先冷卻至(zhi)-70℃的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)試(shi)樣(yang)(yang),即使(shi)保溫(wen)24h后也未發(fa)(fa)現任(ren)何(he)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)痕跡;而預(yu)(yu)熱到(dao)450℃的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)試(shi)樣(yang)(yang),保溫(wen)12h已喪失了耐晶間(jian)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)(de)能(neng)(neng)力。這說明了敏(min)化(hua)溫(wen)度下的(de)(de)停留時間(jian)對焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)的(de)(de)耐蝕(shi)(shi)(shi)性有重要(yao)的(de)(de)影(ying)響。因此,對耐晶間(jian)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)性能(neng)(neng)要(yao)求很高且尺寸不大的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)構(gou)件(jian),預(yu)(yu)先冷卻是一種可行(xing)的(de)(de)提高焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)耐晶間(jian)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)能(neng)(neng)力的(de)(de)工(gong)藝措(cuo)施。
3. 焊后熱處理參數的(de)影響(xiang)
用含(han)鈦的18-8型不(bu)銹鋼板材焊成幾組焊接試(shi)件(jian),用不(bu)同參(can)數的熱處理(li)進行了(le)對比(bi)試(shi)驗(yan)。
a. 焊后焊接試樣不進行(xing)熱處理(li)。
b. 焊(han)后將焊(han)接試(shi)樣(yang)放在爐內加熱(re),加熱(re)到650℃,保溫2h,然后空冷(稱之敏化處理)。
c. 焊(han)后將焊(han)接試樣(yang)放在(zai)爐內加熱,加熱到880℃,保溫2h,然后空冷(稱之為(wei)穩(wen)定化(hua)處理)。
d. 焊(han)后將焊(han)接試(shi)樣放在(zai)爐(lu)內加熱,加熱到(dao)1050℃,保溫30mm然后水(shui)冷(稱(cheng)之固溶處理(li))。
將上(shang)述這批(pi)焊(han)(han)(han)(han)接試樣放在(zai)同一腐(fu)(fu)蝕介質(zhi)中(zhong)進(jin)行(xing)(xing)晶(jing)(jing)間腐(fu)(fu)蝕試驗(yan)。從試驗(yan)結果(guo)可以(yi)看出:經敏化處(chu)理(li)(li)(li)(li)的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接試樣耐晶(jing)(jing)間腐(fu)(fu)蝕性能最差(cha);焊(han)(han)(han)(han)后(hou)沒(mei)(mei)有進(jin)行(xing)(xing)熱處(chu)理(li)(li)(li)(li)的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接試樣次之(zhi);穩(wen)定(ding)化處(chu)理(li)(li)(li)(li)和固溶處(chu)理(li)(li)(li)(li)的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接試樣,與沒(mei)(mei)有熱處(chu)理(li)(li)(li)(li)的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接試樣相(xiang)比,耐晶(jing)(jing)間腐(fu)(fu)蝕能力不僅(jin)沒(mei)(mei)有降(jiang)低反而提(ti)(ti)高了所以(yi),為了提(ti)(ti)高焊(han)(han)(han)(han)接接頭耐晶(jing)(jing)間腐(fu)(fu)蝕能力,在(zai)工藝(yi)上(shang)可采用這兩種熱處(chu)理(li)(li)(li)(li)的(de)(de)方法。
4. 成分和組(zu)織對晶間(jian)腐(fu)蝕的影響
焊(han)縫(feng)(feng)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)晶(jing)(jing)間腐蝕(shi),除了上(shang)述因素(su)(su)影響之外,更主要地與其成(cheng)(cheng)分(fen)和組織(zhi)(zhi)有(you)關(guan)。若18-8型不銹(xiu)鋼焊(han)縫(feng)(feng)為純奧(ao)氏體(ti)(ti)組織(zhi)(zhi),則(ze)比(bi)較容易形(xing)成(cheng)(cheng)晶(jing)(jing)間腐蝕(shi)。如(ru)果焊(han)縫(feng)(feng)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)中滲入適當(dang)的(de)(de)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)形(xing)成(cheng)(cheng)元素(su)(su),就會使焊(han)縫(feng)(feng)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)形(xing)成(cheng)(cheng)奧(ao)氏體(ti)(ti)-鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)雙相組織(zhi)(zhi)。這(zhe)時,在奧(ao)氏體(ti)(ti)晶(jing)(jing)內以及晶(jing)(jing)粒(li)與晶(jing)(jing)粒(li)之間有(you)一(yi)定數量的(de)(de)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti),它能(neng)分(fen)散或隔斷所(suo)形(xing)成(cheng)(cheng)的(de)(de)鉻(ge)(ge)的(de)(de)碳(tan)化物,使奧(ao)氏體(ti)(ti)的(de)(de)晶(jing)(jing)粒(li)交界(jie)面上(shang)不會形(xing)成(cheng)(cheng)連續(xu)的(de)(de)網狀鉻(ge)(ge)的(de)(de)碳(tan)化物,從而可(ke)提高焊(han)縫(feng)(feng)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)耐晶(jing)(jing)間腐蝕(shi)的(de)(de)能(neng)力(li)。這(zhe)是在焊(han)縫(feng)(feng)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)中加(jia)入鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)形(xing)成(cheng)(cheng)元素(su)(su)的(de)(de)又一(yi)種效果。鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)形(xing)成(cheng)(cheng)元素(su)(su)除鉻(ge)(ge)外,還有(you)鉬、釩、鎢、鈦、鈮、硅等(deng)。
在18-8型(xing)不銹鋼焊(han)縫(feng)金屬(shu)中,滲入某些(xie)強烈形(xing)成(cheng)碳(tan)(tan)化(hua)(hua)物元素(su),如鈦、鈮、鉭(tan)、鋯等(deng),同樣也能提高(gao)焊(han)縫(feng)金屬(shu)抗(kang)晶間腐蝕能力。這(zhe)是由(you)于這(zhe)些(xie)合金元素(su)很(hen)容易與碳(tan)(tan)結合成(cheng)很(hen)穩定(ding)的(de)碳(tan)(tan)化(hua)(hua)物,從而使鉻(ge)的(de)碳(tan)(tan)化(hua)(hua)物大大減少,在晶粒(li)邊(bian)界就不會(hui)出現貧鉻(ge)現象,使焊(han)縫(feng)金屬(shu)內部組(zu)織穩定(ding)。這(zhe)些(xie)能生成(cheng)碳(tan)(tan)化(hua)(hua)物的(de)合金元素(su),稱它們為(wei)穩定(ding)化(hua)(hua)元素(su)。
按照貧鉻(ge)理論,最根本有(you)效的方法是降低焊縫金屬中碳(tan)的含量,直到(dao)低于它在奧氏體中室溫附近的溶解極限,以徹底避免(mian)碳(tan)化物(wu)的析出。這樣就(jiu)不(bu)會有(you)貧鉻(ge)區帶(dai),從(cong)而就(jiu)達(da)到(dao)了防止產生晶間腐(fu)蝕的目的。采用超低碳(tan)18-8型(xing)(xing)不(bu)銹鋼材質,配備超低碳(tan)18-8型(xing)(xing)不(bu)銹鋼焊接(jie)材料(liao),其焊縫金屬抗晶間腐(fu)蝕能力得到(dao)提(ti)高。
除上述(shu)因素外,對(dui)18-8型不(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭抗(kang)晶間腐(fu)蝕有影(ying)響的(de)還有加工硬化(hua)。對(dui)不(bu)(bu)(bu)(bu)含有穩定化(hua)元素的(de)18-8型不(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭,受過(guo)冷變形后(hou),對(dui)不(bu)(bu)(bu)(bu)同腐(fu)蝕介質的(de)抗(kang)晶間腐(fu)蝕性能均有所提高(gao),但提高(gao)程(cheng)度(du)是各不(bu)(bu)(bu)(bu)相同的(de)。選擇不(bu)(bu)(bu)(bu)同的(de)焊(han)(han)接(jie)方(fang)法和焊(han)(han)接(jie)工藝,通過(guo)對(dui)其焊(han)(han)縫金屬成分、組織以及焊(han)(han)接(jie)熱循環的(de)調(diao)整,可對(dui)焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭抗(kang)晶間腐(fu)蝕產生一(yi)定的(de)影(ying)響。

