奧氏體不銹(xiu)鋼焊接(jie)時，焊縫及熱影響區均可能出現熱裂紋。最常見的是焊縫結晶裂紋，有時在熱影響區或多層焊層間金屬也可出現液化裂紋。奧氏體鋼(gang)具有較大的(de)(de)熱裂(lie)紋敏(min)感性，主要取(qu)決于鋼(gang)的(de)(de)化(hua)學(xue)成分、組織(zhi)與性能的(de)(de)特點(dian)。


  奧氏體不銹鋼中合金元素較多，尤其是含有一定數量的鎳，它不僅提高了奧氏體的穩定性，而且還易和硫、磷等雜質形成低熔點化合物或共晶，如Ni-S共晶熔點為645℃、Ni-P共晶熔點為880℃,比Fe-S、Fe-P共晶熔點更低，危害性也更大。其他一些元素如硼、硅等的偏析，也將促使產生熱裂紋。


  奧氏體不銹鋼焊縫易形成方向性強的粗大柱狀晶組織，有利于有害雜質和元素的偏析，從而促使形成連續的晶間液膜，提高了熱裂紋的敏感性。


  從奧氏體不(bu)銹鋼的(de)(de)物(wu)理性能(neng)看，它具有熱導(dao)率小(xiao)、線膨脹系數大的(de)(de)特點，因而(er)在焊(han)接不(bu)均勻加熱的(de)(de)情況(kuang)下，極易形成(cheng)較大的(de)(de)拉應力，促進了焊(han)接熱裂紋(wen)的(de)(de)產生(sheng)。


  由以上(shang)分析(xi)可知(zhi)，與(yu)結構鋼(gang)相比(bi)，奧氏體不(bu)銹鋼(gang)的焊接熱(re)裂(lie)紋(wen)傾向較(jiao)大，尤其(qi)是高鎳奧氏體不(bu)銹鋼(gang)。


防(fang)止奧氏體(ti)不銹鋼焊(han)接熱裂紋的主要措施如下：


  ①. 嚴格(ge)控制(zhi)(zhi)有害(hai)雜質硫、磷的(de)含(han)量，鋼中含(han)鎳量越(yue)(yue)高，越(yue)(yue)應該嚴格(ge)控制(zhi)(zhi)。


  ②. 調(diao)整焊縫金(jin)屬的組織(zhi)


   奧氏體不銹鋼焊縫可以是單相的奧氏體組織，也可以是奧氏體為主的雙相組織。大量實踐證明，單相奧氏體組織的焊縫，對熱裂紋的敏感性較大，而雙相組織的焊縫，則具有良好的抗裂性能，如表6-2中所列出的奧氏體焊縫中鐵素體的影響。焊接18-8型不銹鋼時，如果形成Y+5%δ的雙相組織，不僅可以提高抗晶間腐蝕能力，而且又減小了熱裂敏感性。焊縫中的δ相，可以細化晶粒，消除單相奧氏體的方向性，減少有害雜質在晶界的偏析，而且δ相能溶解較多的硫、磷，并能降低界面能，阻止晶間液膜的形成，從而有利于提高焊縫的抗熱裂紋能力。


  表6-2 奧氏體焊縫中δ-鐵素體的影響


表 2.jpg



 ③. 調整焊(han)縫(feng)金屬合(he)金成分


  當在(zai)焊縫(feng)(feng)中(zhong)不(bu)允許有雙相(xiang)組織時，如表6-3中(zhong)“不(bu)希望(wang)有δ-鐵素體(ti)的(de)(de)理由”所列出的(de)(de)各(ge)項，就(jiu)必須對焊縫(feng)(feng)金屬(shu)進(jin)行合理的(de)(de)合金化。如在(zai)單(dan)相(xiang)穩定奧氏體(ti)鋼中(zhong)適當增加(jia)Mn、C、N的(de)(de)含(han)量可(ke)以提高(gao)焊縫(feng)(feng)的(de)(de)抗裂性能。此外，加(jia)入少(shao)量的(de)(de)鈰、鋯(gao)、鉭(tan)等微量元(yuan)素，可(ke)以細化焊縫(feng)(feng)組織、凈化晶界，也(ye)可(ke)減少(shao)焊縫(feng)(feng)的(de)(de)熱裂紋敏感性。



 ④. 工藝措(cuo)施


  在焊(han)接奧(ao)氏(shi)體不銹鋼(gang)時，應盡(jin)量(liang)(liang)減(jian)小熔池過熱，以(yi)防止形(xing)成粗大(da)的(de)柱狀晶。奧(ao)氏(shi)體不銹鋼(gang)焊(han)接宜采用小線能量(liang)(liang)及小截面的(de)焊(han)道。


 至于液化(hua)(hua)裂(lie)紋，它主要出(chu)現于25-20型的(de)奧氏體不銹鋼的(de)焊接(jie)接(jie)頭(tou)中。為(wei)了防止(zhi)產生液化(hua)(hua)裂(lie)紋，除了嚴格限(xian)制(zhi)母(mu)材(cai)中的(de)雜質含(han)量(liang)(liang)以(yi)(yi)(yi)及控制(zhi)母(mu)材(cai)的(de)晶粒度以(yi)(yi)(yi)外，在(zai)工藝上應(ying)采(cai)用高能量(liang)(liang)密度的(de)焊接(jie)方法、小線能量(liang)(liang)和(he)提(ti)高接(jie)頭(tou)的(de)冷卻速度等措施(shi)，以(yi)(yi)(yi)減小母(mu)材(cai)的(de)過熱和(he)避免近縫區(qu)晶粒的(de)粗化(hua)(hua)。