浙江至德鋼業有限公司技術人員通過多年時間操作不銹鋼焊接經驗總結,認為影響奧氏體不銹鋼焊接接頭晶(jing)間腐蝕因素主要有以下幾點:


1. 熱溫度和時間的影響


  18-8型不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(jie)條件的影響 


   有人(ren)曾進行(xing)過這(zhe)方面試(shi)驗,采用相同成分的(de)18-8型不銹(xiu)鋼鋼板,選用相同的(de)焊(han)(han)(han)(han)接參(can)數施(shi)焊(han)(han)(han)(han),其(qi)中一(yi)批(pi)焊(han)(han)(han)(han)接試(shi)件先放(fang)在-70℃冷(leng)卻(que)后(hou),在預(yu)(yu)冷(leng)溫(wen)(wen)度下(xia)施(shi)焊(han)(han)(han)(han);另(ling)一(yi)批(pi)焊(han)(han)(han)(han)接試(shi)件預(yu)(yu)先在450℃爐中加熱(re)(re),然(ran)后(hou)預(yu)(yu)熱(re)(re)到450℃狀態下(xia)施(shi)焊(han)(han)(han)(han)。焊(han)(han)(han)(han)后(hou)將(jiang)這(zhe)兩批(pi)焊(han)(han)(han)(han)接試(shi)件加工成相同尺寸(cun)的(de)試(shi)樣放(fang)在70℃相同的(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)溶液中分別(bie)保溫(wen)(wen)4h、6h、12h、24h。結果發(fa)現預(yu)(yu)先冷(leng)卻(que)至-70℃的(de)焊(han)(han)(han)(han)接試(shi)樣,即使(shi)保溫(wen)(wen)24h后(hou)也(ye)未發(fa)現任何(he)腐(fu)(fu)蝕(shi)痕(hen)跡;而預(yu)(yu)熱(re)(re)到450℃的(de)焊(han)(han)(han)(han)接試(shi)樣,保溫(wen)(wen)12h已(yi)喪(sang)失(shi)了(le)耐(nai)晶(jing)間(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)能力(li)(li)。這(zhe)說明了(le)敏(min)化溫(wen)(wen)度下(xia)的(de)停留時(shi)間(jian)對(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)接接頭的(de)耐(nai)蝕(shi)性(xing)有重要的(de)影響。因(yin)此,對(dui)(dui)耐(nai)晶(jing)間(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)性(xing)能要求很高且尺寸(cun)不大的(de)焊(han)(han)(han)(han)接構件,預(yu)(yu)先冷(leng)卻(que)是一(yi)種(zhong)可行(xing)的(de)提高焊(han)(han)(han)(han)接接頭耐(nai)晶(jing)間(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)能力(li)(li)的(de)工藝措施(shi)。


3. 焊后熱處理參數的(de)影(ying)響 


  用含鈦的(de)(de)18-8型不銹鋼板材焊(han)(han)成幾組焊(han)(han)接試件(jian),用不同(tong)參數的(de)(de)熱處理進行了對比試驗。


    a. 焊后焊接試樣不進行熱處理。


    b. 焊(han)后(hou)將(jiang)焊(han)接試樣放在爐內加熱,加熱到650℃,保溫2h,然后(hou)空冷(稱之敏化(hua)處理)。


    c. 焊后(hou)將焊接試樣(yang)放在爐內加熱,加熱到880℃,保溫2h,然后(hou)空(kong)冷(leng)(稱之為(wei)穩定化(hua)處理(li))。


    d. 焊后(hou)將焊接試樣放在(zai)爐內加熱(re),加熱(re)到1050℃,保溫30mm然(ran)后(hou)水(shui)冷(稱之固溶處理(li))。


  將上(shang)述這(zhe)批焊(han)接(jie)(jie)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)放在同一(yi)腐(fu)蝕(shi)(shi)介(jie)質中進(jin)行(xing)晶(jing)(jing)間(jian)(jian)腐(fu)蝕(shi)(shi)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)。從試(shi)(shi)(shi)驗(yan)結果可(ke)以看出:經敏化處(chu)理的(de)焊(han)接(jie)(jie)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)耐晶(jing)(jing)間(jian)(jian)腐(fu)蝕(shi)(shi)性能(neng)(neng)(neng)最差(cha);焊(han)后沒(mei)有進(jin)行(xing)熱處(chu)理的(de)焊(han)接(jie)(jie)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)次之;穩定化處(chu)理和固(gu)溶處(chu)理的(de)焊(han)接(jie)(jie)試(shi)(shi)(shi)樣(yang),與沒(mei)有熱處(chu)理的(de)焊(han)接(jie)(jie)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)相比(bi),耐晶(jing)(jing)間(jian)(jian)腐(fu)蝕(shi)(shi)能(neng)(neng)(neng)力(li)不(bu)僅(jin)沒(mei)有降(jiang)低反而提高了所以,為了提高焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭耐晶(jing)(jing)間(jian)(jian)腐(fu)蝕(shi)(shi)能(neng)(neng)(neng)力(li),在工藝上(shang)可(ke)采用這(zhe)兩種(zhong)熱處(chu)理的(de)方法。


4. 成(cheng)分(fen)和組織對(dui)晶間腐(fu)蝕(shi)的影響


  焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)金(jin)屬(shu)的晶間(jian)(jian)腐(fu)蝕,除了上述因素影響之外,更主要地(di)與其成(cheng)(cheng)分和(he)組(zu)織(zhi)有關。若(ruo)18-8型(xing)不銹鋼焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)為(wei)純奧氏(shi)體(ti)(ti)組(zu)織(zhi),則比(bi)較容易(yi)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)晶間(jian)(jian)腐(fu)蝕。如果焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)金(jin)屬(shu)中滲入適當的鐵素體(ti)(ti)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)元素,就會使焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)金(jin)屬(shu)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)奧氏(shi)體(ti)(ti)-鐵素體(ti)(ti)雙相組(zu)織(zhi)。這時,在奧氏(shi)體(ti)(ti)晶內以及晶粒(li)與晶粒(li)之間(jian)(jian)有一(yi)定數量的鐵素體(ti)(ti),它能分散或隔(ge)斷所形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)的鉻的碳(tan)化物(wu),使奧氏(shi)體(ti)(ti)的晶粒(li)交界面上不會形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)連續的網狀鉻的碳(tan)化物(wu),從而可(ke)提高焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)金(jin)屬(shu)耐(nai)晶間(jian)(jian)腐(fu)蝕的能力。這是(shi)在焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)金(jin)屬(shu)中加入鐵素體(ti)(ti)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)元素的又一(yi)種(zhong)效果。鐵素體(ti)(ti)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)元素除鉻外,還有鉬、釩、鎢、鈦、鈮、硅(gui)等。


  在(zai)(zai)18-8型不銹(xiu)鋼焊縫金屬中,滲(shen)入某些強烈形(xing)成(cheng)碳(tan)(tan)化(hua)物元(yuan)(yuan)素(su)(su)(su),如鈦(tai)、鈮、鉭、鋯等,同樣也能提高焊縫金屬抗晶間腐蝕能力(li)。這是(shi)由于這些合金元(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)很(hen)容易(yi)與碳(tan)(tan)結合成(cheng)很(hen)穩(wen)定的碳(tan)(tan)化(hua)物,從而(er)使(shi)鉻的碳(tan)(tan)化(hua)物大大減少,在(zai)(zai)晶粒邊界就不會出現貧鉻現象,使(shi)焊縫金屬內部組織穩(wen)定。這些能生成(cheng)碳(tan)(tan)化(hua)物的合金元(yuan)(yuan)素(su)(su)(su),稱它們為穩(wen)定化(hua)元(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)。


  按照(zhao)貧鉻理論(lun),最(zui)根本有(you)效的(de)(de)方法是降低(di)焊(han)縫(feng)金屬(shu)中碳(tan)(tan)的(de)(de)含(han)量(liang),直到(dao)低(di)于它在奧氏(shi)體中室溫附近的(de)(de)溶解極限(xian),以(yi)徹底避免(mian)碳(tan)(tan)化物的(de)(de)析出。這樣(yang)就(jiu)不會(hui)有(you)貧鉻區帶,從而就(jiu)達到(dao)了(le)防止產生晶間(jian)腐蝕(shi)的(de)(de)目的(de)(de)。采用超(chao)(chao)低(di)碳(tan)(tan)18-8型不銹(xiu)鋼(gang)材質,配備超(chao)(chao)低(di)碳(tan)(tan)18-8型不銹(xiu)鋼(gang)焊(han)接材料,其焊(han)縫(feng)金屬(shu)抗晶間(jian)腐蝕(shi)能力得到(dao)提高。


  除(chu)上述因素(su)外(wai),對(dui)(dui)18-8型不(bu)銹鋼焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)抗(kang)晶(jing)間(jian)腐(fu)蝕(shi)有影響(xiang)的(de)(de)還有加工硬化(hua)。對(dui)(dui)不(bu)含有穩定(ding)化(hua)元素(su)的(de)(de)18-8型不(bu)銹鋼焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou),受過(guo)冷變形后,對(dui)(dui)不(bu)同腐(fu)蝕(shi)介(jie)質的(de)(de)抗(kang)晶(jing)間(jian)腐(fu)蝕(shi)性能均有所(suo)提(ti)高,但提(ti)高程度是各不(bu)相同的(de)(de)。選擇不(bu)同的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)方法和焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)工藝(yi),通過(guo)對(dui)(dui)其(qi)焊(han)(han)縫(feng)金屬成(cheng)分、組織以及焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)熱循環的(de)(de)調整(zheng),可對(dui)(dui)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)抗(kang)晶(jing)間(jian)腐(fu)蝕(shi)產生一定(ding)的(de)(de)影響(xiang)。