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(ao)氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼的(de)晶間腐蝕(shi),可能由于焊(han)接(jie)工藝制定(ding)的(de)不(bu)合適或焊(han)接(jie)材料(liao)選擇的(de)不(bu)合理(焊(han)接(jie)材料(liao)的(de)選擇,已在第三章介(jie)紹(shao)了,這(zhe)里不(bu)再介(jie)紹(shao))而發生(sheng),就焊(han)接(jie)接(jie)頭來(lai)說,可能會產生(sheng)焊(han)縫的(de)晶間腐蝕(shi)、熱(re)影(ying)響區中溫敏化(hua)區(600~1000℃)的(de)晶間腐蝕(shi)和熱(re)影(ying)響區過熱(re)區的(de)“刀蝕(shi)”。
1. 焊縫的晶間腐蝕
普(pu)通(tong)奧氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)在多(duo)層焊(han)(han)(han)(han)(han)時(shi),后(hou)一(yi)(yi)道(dao)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫熱(re)影響(xiang)區(qu)(qu)(qu)正是前一(yi)(yi)道(dao)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫的(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫金屬(shu)。當此“熱(re)影響(xiang)區(qu)(qu)(qu)”達到敏(min)化溫度的(de)(de)(de)(de)(de)區(qu)(qu)(qu)域,在晶(jing)(jing)(jing)(jing)界上容易析(xi)(xi)出(chu)鉻(ge)的(de)(de)(de)(de)(de)碳化物,形成(cheng)貧鉻(ge)的(de)(de)(de)(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒(li)邊界,這個區(qu)(qu)(qu)域與腐蝕(shi)介質(zhi)接(jie)(jie)觸時(shi),則(ze)會產生晶(jing)(jing)(jing)(jing)間(jian)腐蝕(shi)。防(fang)止焊(han)(han)(han)(han)(han)縫晶(jing)(jing)(jing)(jing)間(jian)腐蝕(shi)最直接(jie)(jie)有效的(de)(de)(de)(de)(de)辦法是選(xuan)擇(ze)耐晶(jing)(jing)(jing)(jing)間(jian)腐蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)材(cai)料。目前最常用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)是超低碳、含鈮(或鈦)穩定化元素(su)和(he)含有少(shao)量鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(一(yi)(yi)般要求鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)含量為4%~12%)的(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)材(cai)料。根據母材(cai)和(he)腐蝕(shi)環境的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)同,也可(ke)(ke)選(xuan)擇(ze)同時(shi)滿足上述三(san)種要求的(de)(de)(de)(de)(de)材(cai)料(如E347L焊(han)(han)(han)(han)(han)條)。在焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)工藝上,要求控(kong)制(zhi)層間(jian)溫度,一(yi)(yi)般低于150℃,采用(yong)小線能量焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)方法和(he)工藝措施(shi)可(ke)(ke)以(yi)減(jian)小敏(min)化溫度區(qu)(qu)(qu)域,防(fang)止晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒(li)長大和(he)碳化物的(de)(de)(de)(de)(de)析(xi)(xi)出(chu),以(yi)減(jian)小焊(han)(han)(han)(han)(han)縫晶(jing)(jing)(jing)(jing)間(jian)腐蝕(shi)傾向。
2. 熱影響(xiang)區(qu)中溫敏化區(qu)的晶間腐蝕(shi)
無(wu)論(lun)是(shi)單道焊(han)(han)縫還(huan)是(shi)多道焊(han)(han)縫,熱(re)(re)影響區(qu)內的(de)敏化(hua)區(qu)總是(shi)存在的(de),這(zhe)就(jiu)存在著晶間(jian)腐蝕的(de)可(ke)能。在焊(han)(han)接工藝上,選擇線能量較低(di)的(de)焊(han)(han)接方(fang)法(fa),或盡可(ke)能降低(di)焊(han)(han)接規(gui)范(fan),控制層間(jian)溫度(du)(du),加快冷卻速度(du)(du),使敏化(hua)溫度(du)(du)區(qu)間(jian)停(ting)留時間(jian)盡可(ke)能縮(suo)短,減小熱(re)(re)影響區(qu)敏化(hua)區(qu)的(de)寬(kuan)度(du)(du),從(cong)而減輕晶間(jian)腐蝕。防(fang)止熱(re)(re)影響區(qu)晶間(jian)腐蝕的(de)最好(hao)辦法(fa)是(shi)選用合(he)適的(de)母材,如采用含鈦、鈮的(de)穩定化(hua)奧(ao)氏(shi)體不(bu)銹鋼,含一定數量鐵(tie)素(su)體的(de)奧(ao)氏(shi)體不(bu)銹鋼及超低(di)碳(tan)的(de)奧(ao)氏(shi)體不(bu)銹鋼。
3. 刀蝕(shi)
前面已經介紹了“刀蝕”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。
無論是(shi)(shi)焊縫晶(jing)間腐(fu)蝕(shi)(shi)、熱(re)影響區的(de)(de)敏化(hua)區晶(jing)間腐(fu)蝕(shi)(shi)還是(shi)(shi)熱(re)影響區的(de)(de)過熱(re)區“刀蝕(shi)(shi)”,材(cai)料選擇是(shi)(shi)最關鍵、最有效(xiao)的(de)(de),焊接工藝方法和措施的(de)(de)作用(yong)是(shi)(shi)很有限的(de)(de)。如(ru)果工件(jian)較小、在(zai)(zai)工件(jian)材(cai)料及結構(gou)允(yun)許的(de)(de)情況下,可以進行焊后固熔(rong)處理(li)(即在(zai)(zai)1065~1120℃+水冷(leng)或急冷(leng)),也是(shi)(shi)有效(xiao)防止(zhi)晶(jing)間腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)方法。但(dan)在(zai)(zai)實(shi)際生產中(zhong),由(you)于工件(jian)大(da)、結構(gou)復雜(za)和其他(ta)材(cai)料的(de)(de)原因而(er)無法實(shi)現固熔(rong)處理(li)。