浙江至德鋼業有限公司技術人員通過多年時間操作不銹(xiu)鋼焊接經驗總結,認為影響奧氏體不銹鋼焊接接頭晶間(jian)腐(fu)蝕因素主要有以下幾點:
1. 熱溫(wen)度和時(shi)間的影響(xiang)
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. 焊接條件(jian)的影響
有人曾(ceng)進行(xing)過(guo)這方面試(shi)(shi)驗,采(cai)用(yong)相(xiang)同(tong)(tong)成(cheng)分(fen)(fen)的(de)(de)(de)(de)18-8型不銹鋼(gang)鋼(gang)板,選用(yong)相(xiang)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接參(can)數施(shi)焊(han)(han)(han)(han),其中(zhong)一批(pi)(pi)焊(han)(han)(han)(han)接試(shi)(shi)件(jian)先放(fang)在-70℃冷(leng)卻后(hou)(hou),在預(yu)冷(leng)溫(wen)度下施(shi)焊(han)(han)(han)(han);另一批(pi)(pi)焊(han)(han)(han)(han)接試(shi)(shi)件(jian)預(yu)先在450℃爐中(zhong)加熱,然后(hou)(hou)預(yu)熱到450℃狀(zhuang)態下施(shi)焊(han)(han)(han)(han)。焊(han)(han)(han)(han)后(hou)(hou)將這兩批(pi)(pi)焊(han)(han)(han)(han)接試(shi)(shi)件(jian)加工(gong)成(cheng)相(xiang)同(tong)(tong)尺寸(cun)的(de)(de)(de)(de)試(shi)(shi)樣(yang)放(fang)在70℃相(xiang)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)溶液中(zhong)分(fen)(fen)別保(bao)(bao)溫(wen)4h、6h、12h、24h。結果發(fa)現(xian)(xian)預(yu)先冷(leng)卻至-70℃的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接試(shi)(shi)樣(yang),即使保(bao)(bao)溫(wen)24h后(hou)(hou)也(ye)未(wei)發(fa)現(xian)(xian)任何腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)痕跡;而預(yu)熱到450℃的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接試(shi)(shi)樣(yang),保(bao)(bao)溫(wen)12h已(yi)喪失了耐(nai)晶(jing)間腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)力(li)(li)。這說明了敏(min)化溫(wen)度下的(de)(de)(de)(de)停(ting)留時間對焊(han)(han)(han)(han)接接頭(tou)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)有重要的(de)(de)(de)(de)影響。因此,對耐(nai)晶(jing)間腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)能(neng)(neng)要求(qiu)很高且尺寸(cun)不大的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接構件(jian),預(yu)先冷(leng)卻是一種可(ke)行(xing)的(de)(de)(de)(de)提高焊(han)(han)(han)(han)接接頭(tou)耐(nai)晶(jing)間腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)能(neng)(neng)力(li)(li)的(de)(de)(de)(de)工(gong)藝(yi)措施(shi)。
3. 焊后熱處理參數(shu)的影響
用含(han)鈦的18-8型(xing)不銹鋼板材焊成幾(ji)組焊接試件,用不同(tong)參數的熱處理進(jin)行(xing)了對比試驗(yan)。
a. 焊后焊接試(shi)樣不(bu)進行熱處理。
b. 焊后將焊接試樣放在(zai)爐內加熱,加熱到650℃,保溫2h,然后空(kong)冷(leng)(稱之敏(min)化處理)。
c. 焊后將焊接試樣放在爐內加(jia)熱,加(jia)熱到880℃,保溫2h,然后空(kong)冷(leng)(稱之為穩定化處理)。
d. 焊后將焊接(jie)試樣放在(zai)爐內(nei)加熱,加熱到1050℃,保溫30mm然(ran)后水冷(稱之(zhi)固溶處(chu)理)。
將上述這(zhe)批(pi)焊接(jie)試(shi)樣(yang)(yang)放(fang)在同一腐(fu)蝕介質中進(jin)行晶間(jian)(jian)腐(fu)蝕試(shi)驗。從試(shi)驗結果可以看出:經敏化(hua)處(chu)理的焊接(jie)試(shi)樣(yang)(yang)耐晶間(jian)(jian)腐(fu)蝕性能(neng)(neng)最差;焊后沒有進(jin)行熱處(chu)理的焊接(jie)試(shi)樣(yang)(yang)次(ci)之;穩定化(hua)處(chu)理和固溶處(chu)理的焊接(jie)試(shi)樣(yang)(yang),與沒有熱處(chu)理的焊接(jie)試(shi)樣(yang)(yang)相比,耐晶間(jian)(jian)腐(fu)蝕能(neng)(neng)力不僅沒有降(jiang)低(di)反而提高了(le)所以,為了(le)提高焊接(jie)接(jie)頭耐晶間(jian)(jian)腐(fu)蝕能(neng)(neng)力,在工藝上可采用這(zhe)兩種熱處(chu)理的方(fang)法。
4. 成分和組織對晶間腐蝕的影響
焊(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)(de)晶(jing)間腐蝕,除(chu)了上述因素(su)影響(xiang)之(zhi)外,更主要地與其成(cheng)(cheng)分和組織(zhi)有(you)關(guan)。若18-8型不銹(xiu)鋼(gang)焊(han)縫(feng)為(wei)純奧氏體(ti)組織(zhi),則比較容易形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)晶(jing)間腐蝕。如果焊(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)中滲(shen)入適當的(de)(de)(de)(de)鐵(tie)素(su)體(ti)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)元素(su),就(jiu)會(hui)使焊(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)奧氏體(ti)-鐵(tie)素(su)體(ti)雙相組織(zhi)。這時,在奧氏體(ti)晶(jing)內以及晶(jing)粒(li)與晶(jing)粒(li)之(zhi)間有(you)一定(ding)數量的(de)(de)(de)(de)鐵(tie)素(su)體(ti),它能分散或隔斷所形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)鉻的(de)(de)(de)(de)碳化(hua)物(wu),使奧氏體(ti)的(de)(de)(de)(de)晶(jing)粒(li)交界面上不會(hui)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)連續(xu)的(de)(de)(de)(de)網狀鉻的(de)(de)(de)(de)碳化(hua)物(wu),從而可提高焊(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)耐晶(jing)間腐蝕的(de)(de)(de)(de)能力。這是在焊(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)中加入鐵(tie)素(su)體(ti)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)元素(su)的(de)(de)(de)(de)又一種效(xiao)果。鐵(tie)素(su)體(ti)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)元素(su)除(chu)鉻外,還有(you)鉬、釩、鎢、鈦、鈮、硅等。
在18-8型不銹鋼焊縫(feng)金屬中,滲入某些強烈形成(cheng)碳(tan)(tan)化物元(yuan)素(su)(su)(su),如鈦、鈮、鉭、鋯等,同(tong)樣也(ye)能(neng)提高(gao)焊縫(feng)金屬抗晶(jing)間腐蝕能(neng)力。這(zhe)(zhe)是由于這(zhe)(zhe)些合(he)(he)金元(yuan)素(su)(su)(su)很(hen)容易與碳(tan)(tan)結合(he)(he)成(cheng)很(hen)穩(wen)定(ding)(ding)的碳(tan)(tan)化物,從而使鉻的碳(tan)(tan)化物大大減少,在晶(jing)粒邊(bian)界就(jiu)不會(hui)出現貧鉻現象,使焊縫(feng)金屬內部組(zu)織穩(wen)定(ding)(ding)。這(zhe)(zhe)些能(neng)生成(cheng)碳(tan)(tan)化物的合(he)(he)金元(yuan)素(su)(su)(su),稱它們為穩(wen)定(ding)(ding)化元(yuan)素(su)(su)(su)。
按照(zhao)貧鉻理論(lun),最根本有效(xiao)的(de)(de)方法(fa)是降(jiang)低(di)(di)(di)焊(han)(han)縫金屬(shu)中碳的(de)(de)含(han)量,直到(dao)低(di)(di)(di)于它在奧氏(shi)體中室(shi)溫附近的(de)(de)溶(rong)解極限,以徹(che)底避(bi)免(mian)碳化(hua)物的(de)(de)析(xi)出。這(zhe)樣就不(bu)會有貧鉻區(qu)帶,從而就達到(dao)了防(fang)止(zhi)產生晶間腐蝕(shi)的(de)(de)目(mu)的(de)(de)。采用超低(di)(di)(di)碳18-8型(xing)不(bu)銹鋼材質,配備超低(di)(di)(di)碳18-8型(xing)不(bu)銹鋼焊(han)(han)接材料,其焊(han)(han)縫金屬(shu)抗晶間腐蝕(shi)能力得到(dao)提(ti)高。
除上(shang)述因素外(wai),對(dui)18-8型不銹(xiu)鋼(gang)焊接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭抗晶間腐蝕有(you)影響(xiang)的(de)(de)(de)還(huan)有(you)加工(gong)硬化。對(dui)不含有(you)穩定(ding)化元素的(de)(de)(de)18-8型不銹(xiu)鋼(gang)焊接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭,受過冷變形后,對(dui)不同腐蝕介質的(de)(de)(de)抗晶間腐蝕性能均有(you)所(suo)提高,但提高程(cheng)度是各不相(xiang)同的(de)(de)(de)。選(xuan)擇不同的(de)(de)(de)焊接(jie)(jie)(jie)方法(fa)和(he)焊接(jie)(jie)(jie)工(gong)藝,通過對(dui)其焊縫金屬成分、組織以及焊接(jie)(jie)(jie)熱(re)循(xun)環的(de)(de)(de)調(diao)整,可對(dui)焊接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭抗晶間腐蝕產生(sheng)一定(ding)的(de)(de)(de)影響(xiang)。

