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(han)接經驗總結,認為影響奧氏體不銹鋼焊接接頭晶間(jian)腐蝕因素主要有以下幾點:
1. 熱溫度和時間的影(ying)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. 焊接條件的影響
有人曾進行(xing)過(guo)這方面試(shi)(shi)(shi)驗,采用相同(tong)(tong)成分的(de)18-8型不(bu)銹(xiu)鋼(gang)鋼(gang)板,選用相同(tong)(tong)的(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)參數施(shi)焊(han)(han)(han),其(qi)中(zhong)一批焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)試(shi)(shi)(shi)件(jian)先放在(zai)-70℃冷卻(que)后,在(zai)預冷溫(wen)度下(xia)施(shi)焊(han)(han)(han);另(ling)一批焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)試(shi)(shi)(shi)件(jian)預先在(zai)450℃爐中(zhong)加(jia)熱(re),然(ran)后預熱(re)到450℃狀態下(xia)施(shi)焊(han)(han)(han)。焊(han)(han)(han)后將(jiang)這兩批焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)試(shi)(shi)(shi)件(jian)加(jia)工成相同(tong)(tong)尺(chi)寸(cun)的(de)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)放在(zai)70℃相同(tong)(tong)的(de)腐(fu)蝕溶液中(zhong)分別保(bao)溫(wen)4h、6h、12h、24h。結果(guo)發(fa)現(xian)預先冷卻(que)至(zhi)-70℃的(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)試(shi)(shi)(shi)樣(yang),即使保(bao)溫(wen)24h后也未(wei)發(fa)現(xian)任何腐(fu)蝕痕跡(ji);而預熱(re)到450℃的(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)試(shi)(shi)(shi)樣(yang),保(bao)溫(wen)12h已喪失了耐晶間(jian)(jian)腐(fu)蝕的(de)能力。這說明了敏(min)化溫(wen)度下(xia)的(de)停留時間(jian)(jian)對(dui)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)的(de)耐蝕性有重要的(de)影(ying)響。因此,對(dui)耐晶間(jian)(jian)腐(fu)蝕性能要求很高(gao)且尺(chi)寸(cun)不(bu)大的(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)構件(jian),預先冷卻(que)是一種可行(xing)的(de)提高(gao)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)耐晶間(jian)(jian)腐(fu)蝕能力的(de)工藝措施(shi)。
3. 焊后熱處理參數的影響
用含鈦的18-8型不銹鋼(gang)板材焊(han)成(cheng)幾組焊(han)接試件(jian),用不同參數的熱處理進行了(le)對比(bi)試驗。
a. 焊后焊接試(shi)樣不進行熱(re)處(chu)理。
b. 焊(han)(han)后將焊(han)(han)接試樣放在爐內加(jia)熱,加(jia)熱到650℃,保溫2h,然后空冷(稱之敏化處理)。
c. 焊后將焊接試樣放在爐(lu)內加(jia)熱,加(jia)熱到880℃,保溫2h,然后空冷(稱之(zhi)為穩定化(hua)處理)。
d. 焊(han)后(hou)將焊(han)接試樣放在爐內(nei)加(jia)熱(re),加(jia)熱(re)到1050℃,保(bao)溫30mm然后(hou)水冷(稱(cheng)之固溶處理)。
將上述這批(pi)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)試(shi)樣(yang)放在同一腐(fu)(fu)(fu)蝕介質中進行(xing)晶(jing)(jing)間(jian)(jian)腐(fu)(fu)(fu)蝕試(shi)驗。從試(shi)驗結果可以看出:經敏(min)化處理(li)的(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)試(shi)樣(yang)耐晶(jing)(jing)間(jian)(jian)腐(fu)(fu)(fu)蝕性(xing)能最差;焊(han)(han)(han)后沒(mei)有進行(xing)熱(re)處理(li)的(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)試(shi)樣(yang)次之;穩定化處理(li)和固(gu)溶處理(li)的(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)試(shi)樣(yang),與沒(mei)有熱(re)處理(li)的(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)試(shi)樣(yang)相(xiang)比(bi),耐晶(jing)(jing)間(jian)(jian)腐(fu)(fu)(fu)蝕能力不僅沒(mei)有降低反而提高了所以,為了提高焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭耐晶(jing)(jing)間(jian)(jian)腐(fu)(fu)(fu)蝕能力,在工藝(yi)上可采(cai)用這兩種熱(re)處理(li)的(de)方法。
4. 成分和組織對晶(jing)間(jian)腐蝕的(de)影響(xiang)
焊(han)縫金(jin)屬的(de)晶(jing)間腐蝕(shi),除(chu)了上述(shu)因(yin)素(su)影響之(zhi)外,更主要(yao)地與(yu)其成(cheng)(cheng)分和組(zu)(zu)織有關(guan)。若18-8型(xing)不銹鋼(gang)焊(han)縫為純奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)(ti)(ti)組(zu)(zu)織,則比較容易形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)晶(jing)間腐蝕(shi)。如(ru)果(guo)(guo)焊(han)縫金(jin)屬中滲入適當的(de)鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)元(yuan)素(su),就會使(shi)焊(han)縫金(jin)屬形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)(ti)(ti)-鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)雙(shuang)相組(zu)(zu)織。這(zhe)時(shi),在奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)(ti)(ti)晶(jing)內以及晶(jing)粒(li)與(yu)晶(jing)粒(li)之(zhi)間有一(yi)定數(shu)量的(de)鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti),它能分散或隔斷所形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)的(de)鉻的(de)碳(tan)化物,使(shi)奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)晶(jing)粒(li)交界面(mian)上不會形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)連續的(de)網狀(zhuang)鉻的(de)碳(tan)化物,從而可(ke)提高焊(han)縫金(jin)屬耐晶(jing)間腐蝕(shi)的(de)能力。這(zhe)是在焊(han)縫金(jin)屬中加(jia)入鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)元(yuan)素(su)的(de)又一(yi)種(zhong)效果(guo)(guo)。鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)元(yuan)素(su)除(chu)鉻外,還有鉬、釩、鎢(wu)、鈦、鈮、硅等。
在18-8型不銹鋼焊(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)中(zhong),滲入某些(xie)強烈形成碳化(hua)物元素,如鈦、鈮、鉭、鋯等(deng),同樣也能提高焊(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)抗(kang)晶間腐蝕能力。這是由于這些(xie)合(he)金(jin)元素很(hen)容易與碳結合(he)成很(hen)穩定(ding)(ding)的碳化(hua)物,從而(er)使(shi)鉻的碳化(hua)物大(da)大(da)減少(shao),在晶粒邊(bian)界(jie)就不會出(chu)現貧(pin)鉻現象,使(shi)焊(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)內部組織穩定(ding)(ding)。這些(xie)能生成碳化(hua)物的合(he)金(jin)元素,稱它們為穩定(ding)(ding)化(hua)元素。
按(an)照貧鉻理論,最根本(ben)有(you)效的(de)方法是降低(di)焊(han)縫(feng)金屬(shu)中(zhong)碳(tan)(tan)的(de)含(han)量(liang),直到(dao)低(di)于它在奧氏體中(zhong)室(shi)溫(wen)附近(jin)的(de)溶解極限(xian),以徹底避免碳(tan)(tan)化(hua)物的(de)析出。這樣(yang)就不會有(you)貧鉻區帶,從而(er)就達到(dao)了防(fang)止產生晶間(jian)腐蝕的(de)目的(de)。采用超低(di)碳(tan)(tan)18-8型不銹鋼(gang)材質(zhi),配備超低(di)碳(tan)(tan)18-8型不銹鋼(gang)焊(han)接材料,其焊(han)縫(feng)金屬(shu)抗晶間(jian)腐蝕能力得(de)到(dao)提高。
除上述因(yin)素(su)外,對18-8型不銹鋼焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭抗晶間腐(fu)蝕有(you)(you)影響(xiang)的(de)還有(you)(you)加工硬化(hua)。對不含(han)有(you)(you)穩定(ding)化(hua)元素(su)的(de)18-8型不銹鋼焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭,受(shou)過(guo)(guo)冷變形(xing)后,對不同腐(fu)蝕介質(zhi)的(de)抗晶間腐(fu)蝕性能均有(you)(you)所提(ti)高,但提(ti)高程度是各不相同的(de)。選擇不同的(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)方法(fa)和焊(han)(han)接(jie)(jie)工藝,通(tong)過(guo)(guo)對其焊(han)(han)縫金屬成分、組織以及焊(han)(han)接(jie)(jie)熱循環的(de)調整,可(ke)對焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭抗晶間腐(fu)蝕產生一定(ding)的(de)影響(xiang)。

