通過焊接工藝防止奧氏體不銹鋼晶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。
奧氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)晶(jing)間腐(fu)蝕(shi)(shi),可能由于焊(han)接(jie)工藝制定(ding)的(de)(de)不(bu)合適或焊(han)接(jie)材料選(xuan)(xuan)擇(ze)的(de)(de)不(bu)合理(焊(han)接(jie)材料的(de)(de)選(xuan)(xuan)擇(ze),已在第三章(zhang)介紹了,這里(li)不(bu)再介紹)而發生(sheng),就(jiu)焊(han)接(jie)接(jie)頭來說,可能會產生(sheng)焊(han)縫的(de)(de)晶(jing)間腐(fu)蝕(shi)(shi)、熱(re)影響區中溫敏化區(600~1000℃)的(de)(de)晶(jing)間腐(fu)蝕(shi)(shi)和(he)熱(re)影響區過(guo)熱(re)區的(de)(de)“刀蝕(shi)(shi)”。
1. 焊縫的晶間腐蝕
普通奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼在(zai)(zai)多層焊(han)(han)時,后(hou)一(yi)道焊(han)(han)縫(feng)熱(re)影(ying)響(xiang)(xiang)區(qu)正是前(qian)一(yi)道焊(han)(han)縫(feng)的(de)焊(han)(han)縫(feng)金屬。當(dang)此“熱(re)影(ying)響(xiang)(xiang)區(qu)”達到敏(min)化(hua)(hua)溫(wen)度的(de)區(qu)域,在(zai)(zai)晶(jing)(jing)界(jie)上(shang)容易析出鉻的(de)碳(tan)(tan)化(hua)(hua)物(wu),形成貧鉻的(de)晶(jing)(jing)粒邊(bian)界(jie),這個區(qu)域與腐(fu)蝕(shi)介(jie)質接(jie)(jie)觸時,則會產生晶(jing)(jing)間腐(fu)蝕(shi)。防(fang)止焊(han)(han)縫(feng)晶(jing)(jing)間腐(fu)蝕(shi)最直接(jie)(jie)有(you)效的(de)辦法是選擇耐晶(jing)(jing)間腐(fu)蝕(shi)的(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)材料(liao)。目前(qian)最常用的(de)是超低(di)碳(tan)(tan)、含(han)鈮(或鈦(tai))穩(wen)定化(hua)(hua)元素和含(han)有(you)少量鐵(tie)素體(一(yi)般要求(qiu)鐵(tie)素體含(han)量為4%~12%)的(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)材料(liao)。根據母材和腐(fu)蝕(shi)環(huan)境的(de)不(bu)同,也可選擇同時滿(man)足上(shang)述(shu)三種要求(qiu)的(de)材料(liao)(如(ru)E347L焊(han)(han)條(tiao))。在(zai)(zai)焊(han)(han)接(jie)(jie)工藝(yi)上(shang),要求(qiu)控制(zhi)層間溫(wen)度,一(yi)般低(di)于150℃,采用小(xiao)(xiao)線能量焊(han)(han)接(jie)(jie)方法和工藝(yi)措施可以(yi)減(jian)小(xiao)(xiao)敏(min)化(hua)(hua)溫(wen)度區(qu)域,防(fang)止晶(jing)(jing)粒長大和碳(tan)(tan)化(hua)(hua)物(wu)的(de)析出,以(yi)減(jian)小(xiao)(xiao)焊(han)(han)縫(feng)晶(jing)(jing)間腐(fu)蝕(shi)傾(qing)向(xiang)。
2. 熱(re)影響區中(zhong)溫敏化區的晶間腐蝕
無論(lun)是(shi)單道焊縫還(huan)是(shi)多(duo)道焊縫,熱(re)影響(xiang)(xiang)區(qu)內(nei)的(de)(de)(de)(de)敏化(hua)(hua)區(qu)總(zong)是(shi)存(cun)(cun)在的(de)(de)(de)(de),這就存(cun)(cun)在著晶(jing)間腐蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)可(ke)能(neng)(neng)。在焊接(jie)工藝(yi)上,選(xuan)擇線能(neng)(neng)量較低(di)的(de)(de)(de)(de)焊接(jie)方(fang)法,或盡可(ke)能(neng)(neng)降低(di)焊接(jie)規范,控制層間溫(wen)度(du)(du)(du),加快冷(leng)卻速度(du)(du)(du),使敏化(hua)(hua)溫(wen)度(du)(du)(du)區(qu)間停留(liu)時(shi)間盡可(ke)能(neng)(neng)縮(suo)短,減(jian)小熱(re)影響(xiang)(xiang)區(qu)敏化(hua)(hua)區(qu)的(de)(de)(de)(de)寬度(du)(du)(du),從而減(jian)輕晶(jing)間腐蝕(shi)。防(fang)止熱(re)影響(xiang)(xiang)區(qu)晶(jing)間腐蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)最(zui)好(hao)辦法是(shi)選(xuan)用(yong)合(he)適的(de)(de)(de)(de)母材,如(ru)采用(yong)含鈦、鈮的(de)(de)(de)(de)穩定(ding)化(hua)(hua)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang),含一定(ding)數量鐵(tie)素體(ti)的(de)(de)(de)(de)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)及超低(di)碳的(de)(de)(de)(de)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)。
3. 刀(dao)蝕
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。
無論是焊縫晶間(jian)腐(fu)蝕(shi)、熱影響(xiang)區(qu)(qu)的(de)(de)(de)敏(min)化區(qu)(qu)晶間(jian)腐(fu)蝕(shi)還(huan)是熱影響(xiang)區(qu)(qu)的(de)(de)(de)過(guo)熱區(qu)(qu)“刀蝕(shi)”,材(cai)料選擇(ze)是最關(guan)鍵、最有(you)(you)效的(de)(de)(de),焊接工藝方法(fa)和措施的(de)(de)(de)作用是很有(you)(you)限的(de)(de)(de)。如果(guo)工件較小(xiao)、在工件材(cai)料及結構允(yun)許(xu)的(de)(de)(de)情況下(xia),可(ke)以(yi)進行焊后固(gu)(gu)熔處理(即在1065~1120℃+水(shui)冷或急冷),也是有(you)(you)效防止(zhi)晶間(jian)腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)方法(fa)。但(dan)在實(shi)際生產中,由于工件大、結構復雜和其他(ta)材(cai)料的(de)(de)(de)原因而無法(fa)實(shi)現固(gu)(gu)熔處理。