通過焊接工藝防止奧氏體不銹鋼晶間腐蝕(shi)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。
奧氏體不銹(xiu)鋼的晶(jing)(jing)間腐(fu)(fu)蝕,可(ke)能(neng)由于(yu)焊(han)接(jie)工藝制定(ding)的不合(he)適或焊(han)接(jie)材料(liao)(liao)選擇(ze)的不合(he)理(焊(han)接(jie)材料(liao)(liao)的選擇(ze),已在第三章介(jie)紹了,這(zhe)里不再(zai)介(jie)紹)而(er)發生(sheng),就焊(han)接(jie)接(jie)頭來說,可(ke)能(neng)會產生(sheng)焊(han)縫的晶(jing)(jing)間腐(fu)(fu)蝕、熱影(ying)響區(qu)中溫(wen)敏化區(qu)(600~1000℃)的晶(jing)(jing)間腐(fu)(fu)蝕和熱影(ying)響區(qu)過熱區(qu)的“刀蝕”。
1. 焊縫(feng)的晶間(jian)腐蝕
普通奧氏(shi)體不(bu)銹鋼在(zai)多(duo)層焊(han)(han)(han)時,后一(yi)(yi)道焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)熱影(ying)響(xiang)區(qu)正(zheng)是前(qian)一(yi)(yi)道焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)金屬(shu)。當此(ci)“熱影(ying)響(xiang)區(qu)”達到敏化(hua)溫(wen)(wen)度的(de)(de)(de)(de)區(qu)域,在(zai)晶(jing)界上容易析出鉻(ge)的(de)(de)(de)(de)碳(tan)化(hua)物(wu)(wu),形成貧鉻(ge)的(de)(de)(de)(de)晶(jing)粒邊界,這(zhe)個區(qu)域與腐(fu)(fu)蝕介質接(jie)觸時,則會產生(sheng)晶(jing)間(jian)腐(fu)(fu)蝕。防(fang)止(zhi)焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)晶(jing)間(jian)腐(fu)(fu)蝕最直接(jie)有效(xiao)的(de)(de)(de)(de)辦法是選擇耐晶(jing)間(jian)腐(fu)(fu)蝕的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)材(cai)料。目(mu)前(qian)最常(chang)用(yong)的(de)(de)(de)(de)是超低(di)碳(tan)、含(han)鈮(或鈦)穩(wen)定化(hua)元素和含(han)有少量(liang)鐵素體(一(yi)(yi)般要求(qiu)鐵素體含(han)量(liang)為4%~12%)的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)材(cai)料。根據母(mu)材(cai)和腐(fu)(fu)蝕環境的(de)(de)(de)(de)不(bu)同,也可選擇同時滿(man)足(zu)上述(shu)三種要求(qiu)的(de)(de)(de)(de)材(cai)料(如(ru)E347L焊(han)(han)(han)條)。在(zai)焊(han)(han)(han)接(jie)工藝(yi)(yi)上,要求(qiu)控制層間(jian)溫(wen)(wen)度,一(yi)(yi)般低(di)于150℃,采用(yong)小(xiao)線能量(liang)焊(han)(han)(han)接(jie)方法和工藝(yi)(yi)措施可以減小(xiao)敏化(hua)溫(wen)(wen)度區(qu)域,防(fang)止(zhi)晶(jing)粒長大(da)和碳(tan)化(hua)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)析出,以減小(xiao)焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)晶(jing)間(jian)腐(fu)(fu)蝕傾向。
2. 熱影(ying)響區中溫(wen)敏化區的晶(jing)間(jian)腐蝕
無論是(shi)(shi)單道(dao)焊(han)(han)縫還是(shi)(shi)多道(dao)焊(han)(han)縫,熱影(ying)(ying)響區內的(de)(de)敏化(hua)區總(zong)是(shi)(shi)存(cun)在(zai)的(de)(de),這就存(cun)在(zai)著晶間(jian)腐蝕(shi)的(de)(de)可能(neng)(neng)。在(zai)焊(han)(han)接(jie)工(gong)藝上,選擇線能(neng)(neng)量較低的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)方法,或盡可能(neng)(neng)降低焊(han)(han)接(jie)規范,控制層(ceng)間(jian)溫(wen)度(du)(du),加(jia)快冷卻速度(du)(du),使敏化(hua)溫(wen)度(du)(du)區間(jian)停留時間(jian)盡可能(neng)(neng)縮短,減(jian)小熱影(ying)(ying)響區敏化(hua)區的(de)(de)寬度(du)(du),從而(er)減(jian)輕(qing)晶間(jian)腐蝕(shi)。防止熱影(ying)(ying)響區晶間(jian)腐蝕(shi)的(de)(de)最好辦法是(shi)(shi)選用(yong)合適的(de)(de)母材,如采用(yong)含(han)鈦、鈮(ni)的(de)(de)穩(wen)定化(hua)奧氏體(ti)不銹(xiu)鋼,含(han)一定數量鐵素(su)體(ti)的(de)(de)奧氏體(ti)不銹(xiu)鋼及超低碳的(de)(de)奧氏體(ti)不銹(xiu)鋼。
3. 刀蝕
前面已經介紹了“刀蝕(shi)”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(wu)論是(shi)焊(han)縫(feng)晶間腐蝕(shi)(shi)、熱(re)影響(xiang)區(qu)的(de)敏化區(qu)晶間腐蝕(shi)(shi)還是(shi)熱(re)影響(xiang)區(qu)的(de)過(guo)熱(re)區(qu)“刀蝕(shi)(shi)”,材(cai)料選(xuan)擇(ze)是(shi)最關鍵、最有效的(de),焊(han)接工(gong)藝(yi)方法(fa)和(he)(he)措(cuo)施的(de)作(zuo)用是(shi)很有限的(de)。如果(guo)工(gong)件(jian)較小、在工(gong)件(jian)材(cai)料及結構允許的(de)情況下,可以進行(xing)焊(han)后固熔(rong)處理(li)(即在1065~1120℃+水冷或急冷),也是(shi)有效防止晶間腐蝕(shi)(shi)的(de)方法(fa)。但在實際生產中,由于(yu)工(gong)件(jian)大、結構復雜和(he)(he)其他材(cai)料的(de)原因而(er)無(wu)法(fa)實現固熔(rong)處理(li)。