純奧氏體不銹鋼焊接時,一般要求焊縫組織是純奧氏體,如耐熱用鋼310S不銹(xiu)鋼(gang)和尿素級用鋼0025-22Mo2N 鋼的焊接,都要求焊縫組織為純奧氏體。由于純奧氏體焊縫中沒有鐵素體組織,不能形成Y+α兩相組織,因此焊縫的抗熱裂性能相對較差。如何提高抗熱裂性能,一般有以下幾種措施。
1. 嚴格(ge)限制焊縫中的(de)硫、磷(lin)(lin)等雜質元素。硫、磷(lin)(lin)與鐵、鎳可形成(cheng)低(di)熔(rong)(rong)點(dian)共晶:Fe-S的(de)熔(rong)(rong)點(dian)為(wei)(wei)988℃,Ni-S的(de)熔(rong)(rong)點(dian)為(wei)(wei)645℃,Fe-P的(de)熔(rong)(rong)點(dian)為(wei)(wei)1050℃,Ni-P的(de)熔(rong)(rong)點(dian)為(wei)(wei)880℃.在焊接熱裂紋方面,含Ni越高的(de)鋼(gang),對硫、磷(lin)(lin)越敏感。
2. 耐高溫用焊縫組織中形成奧氏體十一次碳化物(Y+C1)組織,對提高焊縫抗熱裂性能有效而又不會損害其高溫性能。為了獲得Y+C1兩相組織,可適當提高焊縫的碳含量,使之在一次結晶過程中就可形成穩定的碳化物,一次碳化物也可如同鐵素體相一樣,起到細化晶粒的作用,而減少有害雜質的偏析與聚集。
3. 提高(gao)焊縫(feng)中的(de)(de)錳、鉬的(de)(de)含量。錳可以(yi)限制硫、磷的(de)(de)有(you)(you)害作用(yong),錳、鉬都是大原子半徑的(de)(de)元素,增加(jia)晶(jing)格畸變,阻(zu)止亞(ya)晶(jing)界(jie)裂(lie)紋產生。焊接材料中含有(you)(you)一(yi)定量錳、鉬是防(fang)止焊縫(feng)熱裂(lie)紋常且有(you)(you)效的(de)(de)措施。
4. 適當(dang)控制(zhi)含硅(gui)量(liang)。在純奧氏(shi)體焊(han)縫中,硅(gui)對(dui)抗熱裂性能是(shi)有害的,但(dan)對(dui)抗某些介質的腐(fu)蝕和高溫氧(yang)化是(shi)有利的,因此硅(gui)含量(liang)的控制(zhi)要(yao)根據(ju)情況而定。
5. 適當(dang)(dang)提(ti)高氮(dan)的(de)含量(liang)。氮(dan)的(de)作用(yong)與碳的(de)作用(yong)相(xiang)當(dang)(dang),主要是形成氮(dan)化(hua)(hua)物(wu),獲得(de)兩相(xiang)組織(zhi),也起到細(xi)化(hua)(hua)晶(jing)粒的(de)作用(yong)。
6. 采用(yong)合適的(de)(de)焊接(jie)工藝,盡可能減少熔池過熱,盡量(liang)防止晶粒長(chang)和(he)接(jie)頭的(de)(de)應力(li)集中。試(shi)驗表明,減小(xiao)焊接(jie)電(dian)流(liu)可以減小(xiao)焊縫熱裂紋的(de)(de)趨勢。