奧氏(shi)體(ti)不銹鋼具有很好的可加工性、焊接性、機械性能(強度、韌性及延伸性)及很好的耐蝕性能。奧氏體不銹鋼還具有一些特殊性能(與碳鋼比),如熔點低、電阻率高、導熱性低、膨脹系數大等。
一、奧氏體不銹(xiu)鋼在高溫(wen)與低溫(wen)環(huan)境中(zhong)的(de)機械性能
奧氏(shi)(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)因(yin)(yin)為其具(ju)有較(jiao)高的(de)抗腐(fu)蝕性,而(er)被(bei)廣泛應用于腐(fu)蝕環境(jing)(jing)中。同時(shi),奧氏(shi)(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)在(zai)高溫或低溫環境(jing)(jing)下,也(ye)具(ju)有很優異的(de)機械性能,因(yin)(yin)而(er)在(zai)工(gong)業生產中得到十分廣泛的(de)應用。
奧氏體不銹鋼在低溫的應用,與鐵素體不同,沒有拉伸-斷裂過渡區。奧氏體不銹鋼在低溫環境下維持著很高的韌性,如:0Cr19Ni9(304不(bu)銹鋼),00Cr19Ni9(304L不銹鋼)、OCr17Ni12Mo2(316不銹(xiu)鋼)、00Cr17Ni14Mo2(316L不銹鋼)和0Cr18Ni11Nb(347不(bu)銹鋼)等都被廣泛地用于液化氣的儲存與運輸。
在(zai)溫(wen)(wen)度(du)高達600℃時,奧(ao)氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)也(ye)有很(hen)好(hao)(hao)(hao)的蠕變強度(du)。如(ru)果(guo)在(zai)不(bu)銹鋼(gang)中(zhong)加入釩(fan)、鈮(ni)或鈦,在(zai)高于600℃的環境下(xia)也(ye)具(ju)有很(hen)好(hao)(hao)(hao)的蠕變強度(du);在(zai)奧(ao)氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)中(zhong)加入鈮(ni)和鈦,雖然可提高其高溫(wen)(wen)蠕變強度(du),但(dan)其低溫(wen)(wen)韌性(xing)也(ye)跟著降(jiang)低了。因為在(zai)高溫(wen)(wen)時不(bu)銹鋼(gang)表面結成一層致密的氧化膜(mo),所以其在(zai)高溫(wen)(wen)時耐(nai)氧化性(xing)很(hen)好(hao)(hao)(hao)。
二、合金(jin)成分和顯(xian)微結(jie)構
在(zai)可(ke)焊(han)不銹(xiu)鋼中最重要(yao)的(de)顯微結構是鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)和(he)奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti),盡管鉻與鎳(nie)是最主(zhu)要(yao)的(de)合金元素(su),但(dan)其他(ta)合金成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)分(fen)對(dui)不銹(xiu)鋼組織性能(neng)也有很大影響。所以,鉻、鎳(nie)及其他(ta)合金成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)分(fen)對(dui)顯微組織結構的(de)影響也應同時考(kao)慮。鉬、鈷和(he)鈦促進奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)骨架(jia)中δ-鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)的(de)形成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng),這(zhe)些合金元素(su)稱為(wei)(wei)鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)形成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)元素(su);另一(yi)方面,銅、錳、碳、氮和(he)鎳(nie)能(neng)促進奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)形成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng),這(zhe)些合金元素(su)被稱為(wei)(wei)奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)形成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)元素(su)。
三(san)、奧氏體不銹(xiu)鋼的耐(nai)腐蝕性
奧氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)是靠其表(biao)面的(de)(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)隔斷鋼(gang)材與(yu)環(huan)境(jing)的(de)(de)(de)聯系而達到防腐(fu)蝕目的(de)(de)(de)的(de)(de)(de)。這層(ceng)(ceng)(ceng)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo),厚度(du)為20A~30A,成(cheng)分(fen)為Cr2O3,極其致密,與(yu)一般的(de)(de)(de)化(hua)(hua)(hua)(hua)學品不(bu)反應,氧(yang)(yang)或其他腐(fu)蝕物質無法通過這層(ceng)(ceng)(ceng)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)去腐(fu)蝕內層(ceng)(ceng)(ceng)金屬。如(ru)果這層(ceng)(ceng)(ceng)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)被(bei)破(po)壞,在(zai)有氧(yang)(yang)的(de)(de)(de)環(huan)境(jing)下立即會生成(cheng)新的(de)(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo);另一方面,不(bu)銹鋼(gang)不(bu)耐應力腐(fu)蝕,其原因是在(zai)裂紋(wen)處有氧(yang)(yang)的(de)(de)(de)富(fu)集效(xiao)應,引(yin)起應力腐(fu)蝕。
(1) σ相(xiang)
σ 相(xiang)是(shi)一種(zhong)金屬間化合物,在(zai)不銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)中存(cun)(cun)在(zai)時,會(hui)嚴重(zhong)降低(di)(di)不銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)延伸(shen)性和(he)韌性,同時使不銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)不耐應力腐蝕和(he)其他形(xing)式的(de)腐蝕。σ相(xiang)的(de)存(cun)(cun)在(zai)是(shi)造(zao)成不銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)焊(han)縫(feng)延伸(shen)率低(di)(di)的(de)原(yuan)因所在(zai),所以(yi),當焊(han)縫(feng)從982℃冷卻到(dao)537℃時,應快速(su)冷卻以(yi)防止大(da)量(liang)σ相(xiang)的(de)生成。快速(su)冷卻時,可能還會(hui)形(xing)成少量(liang)σ相(xiang),但因其數量(liang)少而不會(hui)對不銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)性能產生影響。新超級奧氏(shi)體不銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang),由于(yu)加(jia)入了氮,可阻止σ相(xiang)的(de)形(xing)成,因而可加(jia)工成厚板。
(2)氧(yang)化鈍化膜與(yu)活性環境
不(bu)銹鋼(gang)表面在自然環境中(zhong)(zhong)是鈍化的,當把不(bu)銹鋼(gang)表面的氧化膜擦(ca)去(qu),不(bu)銹鋼(gang)就暴露于活性環境中(zhong)(zhong),當氯離子的濃度較高時(如在海水中(zhong)(zhong)),不(bu)銹鋼(gang)就會(hui)產生腐蝕。
a. 對化(hua)學品的抗腐蝕(shi)性能 不(bu)銹鋼(gang)對各種(zhong)濃(nong)度和溫度的硝酸(suan)(suan)的的抗蝕(shi)性能較好,304不(bu)銹鋼(gang)廣泛應用于硝酸(suan)(suan)工業(ye),但不(bu)銹鋼(gang)不(bu)耐硫(liu)酸(suan)(suan)腐蝕(shi)。
b. 海水對不銹鋼的作用 0Cr19Ni9(304)不銹鋼在淡水中使用具有很滿意的防腐蝕性能。0Cr17Ni12Mo2(316)不銹鋼可用于處理海水,使用效果還滿意。但0Cr17Ni12Mo2(316)在海水中的使用條件不同會有不同的結果,如海水冷卻冷凝器,若采用0Cr17Ni12Mo2(316)不銹鋼不耐靜止或慢流速(<1.5m/s)海水的腐蝕,即使是流動海水,流速要大于1.5m/s,并需要定期清理污垢。
c. 不銹(xiu)鋼抵抗各種(zhong)腐蝕的能力(li) 一般來說,含鉻越(yue)高,不(bu)(bu)(bu)銹鋼耐蝕(shi)(shi)性越(yue)強。不(bu)(bu)(bu)銹鋼可以抗均(jun)勻(yun)腐蝕(shi)(shi)、磨損腐蝕(shi)(shi)及堿性腐蝕(shi)(shi);但是,在一定條件下,不(bu)(bu)(bu)銹鋼不(bu)(bu)(bu)耐局部腐蝕(shi)(shi)。
(3) 電化學腐蝕(shi)
當不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)與異種(zhong)金屬接觸時,就要考慮電化學(xue)腐(fu)蝕。但是,如果不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)是正極(ji),則不(bu)(bu)會(hui)產生電流腐(fu)蝕。因此,應仔(zi)細選擇不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的焊接材料及(ji)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)設(she)備的緊(jin)固件。
(4)局(ju)部腐(fu)蝕
在一定條件下,不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)對局部腐(fu)(fu)蝕(shi)是十分敏(min)感的(de)。在化工廠中(zhong),60%的(de)不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)設備的(de)損壞(huai)是由于(yu)點腐(fu)(fu)蝕(shi)、裂紋腐(fu)(fu)蝕(shi)、應力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)開裂,同時還(huan)有(you)晶間腐(fu)(fu)蝕(shi)造成的(de)。操作(zuo)條件及環境因素(su),如:pH值、溫度、氯離子、氧含量(liang)等對不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)性能也(ye)有(you)影響。
不銹鋼的局部(bu)腐蝕(shi)有:點腐蝕(shi)、間(jian)隙腐蝕(shi)、應力(li)腐蝕(shi)和晶間(jian)腐蝕(shi)等(deng)。
①. 不銹鋼的(de)點腐蝕
不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的抗腐(fu)(fu)(fu)性能,依賴于(yu)其表面的氧(yang)化(hua)(hua)膜(mo),而氧(yang)化(hua)(hua)膜(mo)的抗腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)性取決于(yu)鉬、鎳與鉻的含量。另外,對氧(yang)化(hua)(hua)膜(mo)抗點(dian)(dian)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)性能有(you)貢獻的元素是氮,如(ru)果氧(yang)化(hua)(hua)膜(mo)被破壞(huai),或者(zhe)氧(yang)化(hua)(hua)膜(mo)不(bu)(bu)完整(如(ru)鋼(gang)表面化(hua)(hua)學成分不(bu)(bu)均勻(yun)),或有(you)氯離子存在(zai),就會產生點(dian)(dian)蝕(shi)。與焊接有(you)關的缺陷,如(ru):雜(za)質、第二相、電弧(hu)沖擊處、飛(fei)濺物(wu)等(deng)都(dou)是點(dian)(dian)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)發生的地方。在(zai)微(wei)觀結構方面,硫化(hua)(hua)錳雜(za)質、δ-鐵素體、σ相都(dou)會引起(qi)點(dian)(dian)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)。
②. 不銹鋼的隙腐蝕
因(yin)為金屬與(yu)金屬的(de)連接,墊片、金屬表面(mian)結垢(gou)等,會(hui)形成(cheng)一(yi)些間隙(xi)或凹槽,從而導致間隙(xi)腐蝕(shi)。很多因(yin)素(su)影響間隙(xi)腐蝕(shi)的(de)發生(sheng)及擴散。
A. 幾何(he)尺寸因素:間(jian)隙類型(金(jin)屬(shu)-金(jin)屬(shu),金(jin)屬(shu)-異(yi)種金(jin)屬(shu))、間(jian)隙深度(du)、內外面積比(bi)等。
B. 環境因素:含(han)氧量、氧離子(zi)濃度(du)、pH值、溫(wen)度(du)、擴(kuo)散(san)與對(dui)流(liu)、微(wei)生物影響等。
C. 電化學反應:金屬溶解、氧(yang)消耗(hao)、氫產生等。
D. 冶金(jin)因素:金(jin)屬組織不純、表面(mian)氧化(hua)、鈍化(hua)膜(mo)的特性等。
不(bu)(bu)銹鋼的(de)(de)點(dian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)與間隙(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)比較 不(bu)(bu)銹鋼的(de)(de)點(dian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)與間隙(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)機理不(bu)(bu)同(tong),但它(ta)們(men)的(de)(de)擴散(san)機理卻是相(xiang)同(tong)的(de)(de)。點(dian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)要有(you)較高(gao)的(de)(de)氯離子濃(nong)度才發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng),間隙(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)在(zai)較低的(de)(de)氯離子濃(nong)度下也會(hui)發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)。不(bu)(bu)銹鋼在(zai)某一(yi)溶液中不(bu)(bu)會(hui)產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)點(dian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi),但有(you)可能發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)間隙(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)。在(zai)金相(xiang)結(jie)構上,控制(zhi)發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)點(dian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)措施(shi)一(yi)樣(yang)可以(yi)控制(zhi)間隙(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng),如(ru),消(xiao)除硫化錳雜(za)質(zhi),同(tong)時能提高(gao)不(bu)(bu)銹鋼耐點(dian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)與間隙(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)能力。消(xiao)除硫化錳的(de)(de)途徑(jing)有(you)3個:降低錳含(han)量、降低硫含(han)量和(he)加入(ru)鈦或Zr(鋯)。
③. 不銹鋼的應力(li)腐蝕
所有(you)不銹鋼都會(hui)遇到(dao)應(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)(shi)開裂的問題,很多環境因素與應(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)(shi)有(you)關。根據應(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)(shi)發(fa)生的機理,可將應(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)(shi)分為穿(chuan)晶(jing)應(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)(shi)和晶(jing)間(jian)應(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)(shi)。穿(chuan)晶(jing)應(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)(shi)主(zhu)要發(fa)生在(zai)含氯離(li)子(zi)介質中(zhong),很少發(fa)生在(zai)氫氧化物介質中(zhong);晶(jing)間(jian)應(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)(shi)發(fa)生在(zai)一般(ban)的水(shui)溶液介質中(zhong)。影響不銹鋼應(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)(shi)的主(zhu)要因素有(you)氯離(li)子(zi)水(shui)溶液和堿性溶液。發(fa)生應(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)(shi)的臨界(jie)應(ying)(ying)力(li)很難確定,并且往(wang)往(wang)是很低的,一般(ban)的焊(han)接殘余應(ying)(ying)力(li)均大于應(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)(shi)臨界(jie)應(ying)(ying)力(li)。
奧氏體不(bu)銹鋼的氯(lv)離子應力(li)腐(fu)蝕(shi): 奧氏體不(bu)銹鋼氯離子應力(li)(li)(li)腐(fu)蝕是穿晶應力(li)(li)(li)腐(fu)蝕。影(ying)響應力(li)(li)(li)腐(fu)蝕的因素有:氯離子濃度、含(han)氧量、溫(wen)度、應力(li)(li)(li)大小和溶液的pH值。一般(ban)來說,當氯離子含(han)量大于300×106時,會產(chan)生(sheng)應力(li)(li)(li)腐(fu)蝕;當氯離子含(han)量小于20×106時,不(bu)會產(chan)生(sheng)應力(li)(li)(li)腐(fu)蝕。很(hen)多應力(li)(li)(li)腐(fu)蝕發生(sheng)于75℃以(yi)上;而低于50℃,一般(ban)不(bu)會產(chan)生(sheng)應力(li)(li)(li)腐(fu)蝕。
堿性應力腐蝕開裂: 在120℃以上不銹鋼會產生堿性應力腐蝕。
不銹鋼中鎳(nie)含量(liang)對應(ying)力(li)腐蝕的(de)影響(xiang): 當不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的含(han)(han)鎳(nie)量在8%~12%之間時,發生應(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)的傾向性最大,而(er)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)304、316的含(han)(han)鎳(nie)量正好在此區(qu)間。降低含(han)(han)鎳(nie)量雖可(ke)提高(gao)(gao)其抗(kang)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)能力(li)(li)(li),但會(hui)使不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)內鐵素體增(zeng)加。增(zeng)加不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)中的鎳(nie)含(han)(han)量,也可(ke)提高(gao)(gao)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的抗(kang)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)能力(li)(li)(li)。因此,可(ke)以認為,含(han)(han)鎳(nie)量大于22%時不(bu)會(hui)產生應(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)。
奧氏體不(bu)銹鋼(gang)焊縫的(de)應(ying)力腐蝕: 在氯(lv)離子溶(rong)液中,有(you)(you)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)作用的(de)(de)奧氏(shi)體不銹鋼都(dou)會產(chan)(chan)生(sheng)穿(chuan)晶(jing)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕。焊(han)接部(bu)(bu)位特別容(rong)易產(chan)(chan)生(sheng)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕,是由于以(yi)下(xia)三(san)個原因:一(yi)是焊(han)接部(bu)(bu)位殘留有(you)(you)很大的(de)(de)拉伸(shen)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(除(chu)非(fei)進行焊(han)后熱處(chu)理);二是焊(han)接部(bu)(bu)位常常是應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)集中的(de)(de)地方;三(san)是加熱會產(chan)(chan)生(sheng)一(yi)些對(dui)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕敏感的(de)(de)金相組(zu)織。為(wei)了防止晶(jing)間應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕,焊(han)后進行熱處(chu)理是十分必要(yao)和有(you)(you)效的(de)(de)。
④. 晶間腐蝕
當不銹鋼含碳(tan)(tan)量(liang)大于0.5%,經(jing)過500℃~900℃加(jia)熱后,對晶間腐蝕最為敏(min)感,而這(zhe)(zhe)個溫度(du)(du)范圍正好在焊接區域(yu)的(de)(de)溫度(du)(du)范圍內(nei)。不銹鋼焊縫對晶間腐蝕的(de)(de)敏(min)感程度(du)(du)取決(jue)于焊接參數(shu)及板厚,因為這(zhe)(zhe)些參數(shu)決(jue)定了鋼材處于臨(lin)界溫度(du)(du)的(de)(de)時間。鋼材的(de)(de)敏(min)化(hua)溫度(du)(du)與(yu)時間的(de)(de)關系(xi)如圖1-6所(suo)示(shi)。在圖1-6中,曲線表(biao)示(shi)碳(tan)(tan)化(hua)物(wu)析出所(suo)需的(de)(de)時間與(yu)碳(tan)(tan)含量(liang)的(de)(de)關系(xi),曲線的(de)(de)右(you)邊表(biao)示(shi)碳(tan)(tan)化(hua)物(wu)已析出。
影(ying)響(xiang)奧氏體(ti)不銹鋼(gang)焊縫晶(jing)間(jian)(jian)腐(fu)蝕的(de)因(yin)素(su),與影(ying)響(xiang)奧氏體(ti)不銹鋼(gang)晶(jing)間(jian)(jian)腐(fu)蝕的(de)因(yin)素(su)相似:
A. 金(jin)(jin)屬的(de)化學組(zu)成(cheng)和金(jin)(jin)相組(zu)織,主要成(cheng)分是碳含(han)(han)量(liang),碳含(han)(han)量(liang)高是有害的(de)。鐵素體的(de)存在可以防止晶(jing)間(jian)腐蝕(shi),但粗大的(de)晶(jing)粒(li)會加速晶(jing)間(jian)腐蝕(shi);
B. 焊(han)接前鋼材(cai)(cai)的(de)受熱(re)情(qing)況,如(ru)果鋼材(cai)(cai)受過(guo)550℃~850℃加熱(re)則鋼材(cai)(cai)容(rong)易發生(sheng)晶間(jian)腐(fu)蝕;
C. 加工焊接(jie)過程中、使用(yong)過程中存(cun)在應(ying)力;
D. 工作環(huan)境:不銹(xiu)鋼在腐(fu)蝕環(huan)境中(zhong)易發生(sheng)晶間(jian)(jian)腐(fu)蝕。但是(shi),不是(shi)所(suo)有(you)的環(huan)境都(dou)會產生(sheng)焊縫晶間(jian)(jian)腐(fu)蝕,只有(you)在氧化(hua)性環(huan)境下才會產生(sheng)焊縫品間(jian)(jian)腐(fu)蝕,焊縫晶間(jian)(jian)腐(fu)蝕經(jing)常發生(sheng)在中(zhong)等氧化(hua)性環(huan)境中(zhong)。
防止焊(han)縫晶間腐蝕的措施:
a.對(dui)厚板,焊(han)后應進行熱(re)處理;
b.選擇穩定性好的低碳不銹(xiu)鋼,如304L、347等;
c.適量低(di)溫加熱(線能(neng)量3kJ/cm,層間溫度低(di)于175℃);
d.焊接材料(焊絲)碳(tan)含量應是極低的(de),最大限(xian)度地降(jiang)低碳(tan)在(zai)焊縫金屬(shu)中的(de)含量,達到低于碳(tan)在(zai)18-8型(xing)不(bu)銹鋼中室(shi)溫溶(rong)解極限(xian)值以下,使碳(tan)不(bu)可(ke)能與鉻(ge)生成(cheng)鉻(ge)的(de)碳(tan)化物,從而從根本上消除晶界的(de)貧鉻(ge)區;
e.提高(gao)(gao)焊(han)接材(cai)料(焊(han)絲)的(de)(de)(de)鈦(tai)(tai)、鈮、鉭和鋯等(deng)(deng)的(de)(de)(de)含量(liang),在(zai)焊(han)縫金屬中滲入比(bi)鉻(ge)更(geng)容(rong)易與碳結合的(de)(de)(de)穩定化元素,如鈦(tai)(tai)、鈮、鉭和鋯等(deng)(deng)。一般認為鈦(tai)(tai)碳比(bi)大(da)(da)(da)于5倍(bei)時,才能提高(gao)(gao)抗晶間腐蝕(shi)的(de)(de)(de)能力。而(er)試驗結果認為鈦(tai)(tai)碳比(bi)大(da)(da)(da)于或等(deng)(deng)于6.7倍(bei)時,才有明顯(xian)的(de)(de)(de)效(xiao)果;大(da)(da)(da)于7.8倍(bei)時,才能徹(che)底地(di)改善晶間腐蝕(shi)的(de)(de)(de)傾向。這是由于鈦(tai)(tai)能充分地(di)將(jiang)碳化鉻(ge)的(de)(de)(de)鉻(ge)置換出來(lai),消除了晶界的(de)(de)(de)貧鉻(ge)地(di)帶,從(cong)而(er)改善了抗腐蝕(shi)性。
通(tong)過使用低(di)碳不銹鋼和(he)焊(han)(han)接(jie)材料(liao)(焊(han)(han)絲),可(ke)以克(ke)服焊(han)(han)縫晶(jing)間腐(fu)蝕(shi)。但(dan)是也存(cun)在以下缺點(dian):
I. 低碳不銹鋼焊(han)縫強度低;
II. 具有穩定組織結構的不銹鋼(gang)易熱裂。
具有穩定組織的不(bu)銹(xiu)鋼(gang)容(rong)易在(zai)局部析出碳化物,從而(er)導(dao)致晶間腐蝕,這種晶間腐蝕也稱作刀(dao)口腐蝕。
⑤. 刀口腐蝕
當焊(han)接321、347不銹鋼(gang)時(shi),受熱部分的(de)溫度高(gao)(gao)達1150℃,這(zhe)個(ge)(ge)溫度導致TiC和NbC部分析出。這(zhe)時(shi),碳(tan)在靠近焊(han)縫(feng)處富(fu)集成(cheng)一個(ge)(ge)很窄的(de)富(fu)集區域,在焊(han)縫(feng)冷卻時(shi),形成(cheng)碳(tan)鉻化合物。這(zhe)個(ge)(ge)碳(tan)富(fu)集區域,只有幾個(ge)(ge)晶粒寬(kuan),能(neng)(neng)長久(jiu)形成(cheng)一條細線,稱(cheng)晶間腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)線,也叫刀口腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)。含鈮(ni)不銹鋼(gang)比含鈦不銹鋼(gang)更能(neng)(neng)抵抗刀口腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi),提高(gao)(gao)熱處理溫度不能(neng)(neng)消(xiao)除刀口腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)。刀口腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)與晶間腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)有以下(xia)區別:
A. 刀口腐蝕發生(sheng)在(zai)緊鄰焊縫很窄的(de)區(qu)域內,而(er)焊縫晶間腐蝕發生(sheng)在(zai)離(li)焊縫較遠的(de)區(qu)域;
B. 刀口腐(fu)蝕發生在(zai)穩定型不銹鋼中;
C. 受熱(re)的情況(kuang)不一樣。
通過適當選(xuan)擇焊接參(can)(can)數及熱處理參(can)(can)數可避免刀口腐(fu)蝕。
四、奧氏體不銹鋼(gang)的(de)工藝性能
1. 成型性能
在(zai)低溫(wen)(wen)環境中(zhong)有良好(hao)的(de)組織穩定性(xing),因此(ci)冷(leng)(leng)變形、深(shen)沖壓(ya)性(xing)能(neng)都很好(hao)。可(ke)在(zai)室溫(wen)(wen)下進(jin)行(xing)冷(leng)(leng)軋、冷(leng)(leng)拔(ba),也可(ke)承受(shou)彎曲、深(shen)拉等冷(leng)(leng)加(jia)工。該類(lei)鋼(gang)具有冷(leng)(leng)作硬化傾(qing)向,冷(leng)(leng)加(jia)工后強度(du)明顯上升,而塑性(xing)下降。
2. 焊接性能
具有良好的焊接性能,焊件(jian)經焊接后無需(xu)進行熱處理。
3. 表面(mian)處(chu)理工藝
耐腐蝕性(xing)能良好(hao),在(zai)使用中(zhong)一般(ban)不需要表面處理(li)。為了(le)進一步(bu)改善耐腐蝕性(xing)能,可采用鈍化處理(li)工藝。