通過焊接工藝防止奧氏體不銹鋼晶(jing)間腐蝕的作用是有限的,因為焊接是要經歷加熱、熔化、凝固、冷卻的過程,無論是焊縫還是熱影響區,必然有一部分區域經過敏化溫度。但選擇合理的焊接工藝,減輕焊接對奧氏體不銹鋼晶間腐蝕的影響還是有可能的。
奧氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼的晶(jing)間(jian)腐蝕(shi)(shi),可能由于焊接工藝制定(ding)的不(bu)合適或焊接材(cai)料選擇的不(bu)合理(li)(焊接材(cai)料的選擇,已在第三(san)章介(jie)(jie)紹(shao)了,這里不(bu)再介(jie)(jie)紹(shao))而發生(sheng),就焊接接頭來(lai)說,可能會產生(sheng)焊縫的晶(jing)間(jian)腐蝕(shi)(shi)、熱(re)(re)影(ying)(ying)響(xiang)區中(zhong)溫敏(min)化區(600~1000℃)的晶(jing)間(jian)腐蝕(shi)(shi)和熱(re)(re)影(ying)(ying)響(xiang)區過熱(re)(re)區的“刀蝕(shi)(shi)”。
1. 焊縫的晶(jing)間(jian)腐(fu)蝕
普(pu)通奧(ao)氏體(ti)不(bu)銹鋼在(zai)多層焊(han)時(shi),后(hou)一(yi)道焊(han)縫(feng)熱影(ying)響區正是(shi)前(qian)一(yi)道焊(han)縫(feng)的(de)(de)焊(han)縫(feng)金屬。當此“熱影(ying)響區”達到(dao)敏化溫(wen)度的(de)(de)區域,在(zai)晶(jing)界上容(rong)易析出鉻(ge)(ge)的(de)(de)碳化物,形成貧鉻(ge)(ge)的(de)(de)晶(jing)粒邊界,這個區域與腐(fu)蝕(shi)介質接(jie)(jie)觸時(shi),則會產生晶(jing)間(jian)(jian)(jian)腐(fu)蝕(shi)。防止焊(han)縫(feng)晶(jing)間(jian)(jian)(jian)腐(fu)蝕(shi)最直接(jie)(jie)有效的(de)(de)辦法是(shi)選擇耐(nai)晶(jing)間(jian)(jian)(jian)腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)焊(han)接(jie)(jie)材料。目前(qian)最常用的(de)(de)是(shi)超低碳、含鈮(ni)(或鈦(tai))穩定化元素(su)和(he)含有少量(liang)鐵素(su)體(ti)(一(yi)般要求鐵素(su)體(ti)含量(liang)為4%~12%)的(de)(de)焊(han)接(jie)(jie)材料。根據母(mu)材和(he)腐(fu)蝕(shi)環境的(de)(de)不(bu)同(tong),也可選擇同(tong)時(shi)滿(man)足上述三種(zhong)要求的(de)(de)材料(如E347L焊(han)條)。在(zai)焊(han)接(jie)(jie)工藝(yi)(yi)上,要求控(kong)制層間(jian)(jian)(jian)溫(wen)度,一(yi)般低于150℃,采用小(xiao)線能量(liang)焊(han)接(jie)(jie)方法和(he)工藝(yi)(yi)措(cuo)施可以(yi)(yi)減小(xiao)敏化溫(wen)度區域,防止晶(jing)粒長大和(he)碳化物的(de)(de)析出,以(yi)(yi)減小(xiao)焊(han)縫(feng)晶(jing)間(jian)(jian)(jian)腐(fu)蝕(shi)傾向(xiang)。
2. 熱(re)影響區(qu)中溫敏化區(qu)的晶間腐蝕
無(wu)論是單道焊縫還是多道焊縫,熱(re)影響區(qu)內的(de)(de)(de)敏(min)化區(qu)總是存(cun)在的(de)(de)(de),這就存(cun)在著晶(jing)間腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)可(ke)(ke)能(neng)。在焊接(jie)工藝上,選(xuan)擇線能(neng)量較低(di)的(de)(de)(de)焊接(jie)方法(fa),或盡(jin)可(ke)(ke)能(neng)降低(di)焊接(jie)規范,控制(zhi)層(ceng)間溫度,加快冷卻速度,使敏(min)化溫度區(qu)間停留時間盡(jin)可(ke)(ke)能(neng)縮(suo)短,減小熱(re)影響區(qu)敏(min)化區(qu)的(de)(de)(de)寬(kuan)度,從而減輕晶(jing)間腐(fu)(fu)蝕(shi)。防止熱(re)影響區(qu)晶(jing)間腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)最好(hao)辦法(fa)是選(xuan)用(yong)合適的(de)(de)(de)母材,如采用(yong)含鈦、鈮(ni)的(de)(de)(de)穩定(ding)化奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)不銹鋼(gang)(gang),含一定(ding)數量鐵素體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)不銹鋼(gang)(gang)及超(chao)低(di)碳的(de)(de)(de)奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)不銹鋼(gang)(gang)。
3. 刀蝕
前面已經介紹了“刀(dao)蝕”現象。要削除和降低用鈮和鈦穩定的奧氏體鋼焊接接頭的“刀蝕”危險,有時是很困難的。但在焊接接頭的設計上,可以盡可能不采用交叉焊縫;在焊接順序上,應盡可能使會產生“刀蝕”的一面不要接觸腐蝕介質;采用超低碳奧氏體不銹鋼母材是防止“刀蝕”最有效的辦法。
無(wu)論(lun)是焊縫晶(jing)間腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)、熱(re)影響(xiang)區(qu)的(de)(de)敏化區(qu)晶(jing)間腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)還是熱(re)影響(xiang)區(qu)的(de)(de)過熱(re)區(qu)“刀蝕(shi)(shi)(shi)”,材料(liao)選(xuan)擇是最關鍵(jian)、最有效(xiao)(xiao)的(de)(de),焊接工藝方(fang)(fang)法和措施(shi)的(de)(de)作(zuo)用是很有限的(de)(de)。如(ru)果(guo)工件(jian)(jian)較小、在(zai)工件(jian)(jian)材料(liao)及結(jie)(jie)構允(yun)許的(de)(de)情況下,可以進行焊后(hou)固熔(rong)處理(即在(zai)1065~1120℃+水冷或急冷),也是有效(xiao)(xiao)防止晶(jing)間腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)(de)方(fang)(fang)法。但在(zai)實際生產中,由于工件(jian)(jian)大(da)、結(jie)(jie)構復雜(za)和其他(ta)材料(liao)的(de)(de)原(yuan)因而無(wu)法實現固熔(rong)處理。