浙江至德鋼業有限公司技術人員通過多年時間操作不銹鋼焊接經驗總結,認為影響奧氏體不銹鋼焊接接頭晶間腐蝕因素主要有以下幾點:


1. 熱溫度(du)和時間的影響


  18-8型不銹鋼(gang)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(han)接條(tiao)件的影響 


   有(you)人(ren)曾(ceng)進行過這方面試驗,采用(yong)相(xiang)同成分的(de)(de)18-8型不(bu)銹鋼鋼板,選用(yong)相(xiang)同的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)參數施(shi)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han),其中一批焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)試件(jian)先(xian)放(fang)在(zai)-70℃冷(leng)卻后,在(zai)預(yu)(yu)冷(leng)溫(wen)(wen)度(du)下(xia)施(shi)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han);另一批焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)試件(jian)預(yu)(yu)先(xian)在(zai)450℃爐中加熱(re),然后預(yu)(yu)熱(re)到(dao)(dao)450℃狀態下(xia)施(shi)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)。焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)后將這兩批焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)試件(jian)加工(gong)成相(xiang)同尺寸(cun)的(de)(de)試樣放(fang)在(zai)70℃相(xiang)同的(de)(de)腐蝕溶(rong)液中分別保溫(wen)(wen)4h、6h、12h、24h。結果發(fa)現(xian)預(yu)(yu)先(xian)冷(leng)卻至-70℃的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)試樣,即使保溫(wen)(wen)24h后也未發(fa)現(xian)任何腐蝕痕跡;而(er)預(yu)(yu)熱(re)到(dao)(dao)450℃的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)試樣,保溫(wen)(wen)12h已(yi)喪(sang)失了(le)耐(nai)晶(jing)間腐蝕的(de)(de)能力。這說明了(le)敏化溫(wen)(wen)度(du)下(xia)的(de)(de)停留時間對焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭的(de)(de)耐(nai)蝕性有(you)重要的(de)(de)影響。因此,對耐(nai)晶(jing)間腐蝕性能要求很高且尺寸(cun)不(bu)大的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)構件(jian),預(yu)(yu)先(xian)冷(leng)卻是一種可行的(de)(de)提高焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭耐(nai)晶(jing)間腐蝕能力的(de)(de)工(gong)藝措施(shi)。


3. 焊后熱處理參數的影(ying)響 


  用(yong)含鈦(tai)的(de)18-8型不(bu)銹鋼(gang)板材(cai)焊成幾(ji)組(zu)焊接(jie)試件,用(yong)不(bu)同參數的(de)熱處理進行了對比(bi)試驗。


    a. 焊(han)后焊(han)接試樣不進行熱處理。


    b. 焊后將焊接試樣放在爐內加熱,加熱到650℃,保溫2h,然后空(kong)冷(稱(cheng)之敏化(hua)處理)。


    c. 焊(han)后(hou)將焊(han)接試樣放在爐內加熱(re),加熱(re)到880℃,保溫2h,然(ran)后(hou)空冷(稱之為穩定化處理(li))。


    d. 焊(han)后將焊(han)接試樣放在爐內加熱,加熱到(dao)1050℃,保溫30mm然后水冷(leng)(稱之固溶處理(li))。


  將上(shang)述這批焊(han)接試(shi)樣放在(zai)同(tong)一腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕介質中進(jin)行晶(jing)間腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕試(shi)驗。從試(shi)驗結果(guo)可以看出:經敏化處(chu)(chu)理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)焊(han)接試(shi)樣耐(nai)晶(jing)間腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕性能最(zui)差;焊(han)后沒(mei)(mei)有(you)(you)進(jin)行熱(re)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)焊(han)接試(shi)樣次之;穩(wen)定化處(chu)(chu)理(li)(li)(li)和(he)固溶處(chu)(chu)理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)焊(han)接試(shi)樣,與沒(mei)(mei)有(you)(you)熱(re)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)焊(han)接試(shi)樣相(xiang)比(bi),耐(nai)晶(jing)間腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕能力(li)不僅沒(mei)(mei)有(you)(you)降低反而(er)提(ti)高(gao)了(le)所以,為了(le)提(ti)高(gao)焊(han)接接頭耐(nai)晶(jing)間腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕能力(li),在(zai)工(gong)藝(yi)上(shang)可采用(yong)這兩(liang)種熱(re)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)方法。


4. 成(cheng)分和組織對晶(jing)間腐蝕(shi)的影響(xiang)


  焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)金(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)晶間(jian)(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi),除了上(shang)述因素影響(xiang)之(zhi)外,更(geng)主要地與(yu)其成(cheng)(cheng)分和(he)組織有(you)關。若18-8型不(bu)銹鋼焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)為純奧氏體(ti)組織,則比較(jiao)容(rong)易形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)晶間(jian)(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)。如果(guo)焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)金(jin)屬(shu)(shu)中滲入(ru)適(shi)當的(de)(de)鐵素體(ti)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)元(yuan)素,就(jiu)會(hui)使焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)金(jin)屬(shu)(shu)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)奧氏體(ti)-鐵素體(ti)雙相(xiang)組織。這時,在奧氏體(ti)晶內以及(ji)晶粒(li)與(yu)晶粒(li)之(zhi)間(jian)(jian)有(you)一(yi)定數量的(de)(de)鐵素體(ti),它(ta)能分散(san)或隔斷所形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)的(de)(de)鉻(ge)的(de)(de)碳化物(wu),使奧氏體(ti)的(de)(de)晶粒(li)交界面上(shang)不(bu)會(hui)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)連續(xu)的(de)(de)網狀(zhuang)鉻(ge)的(de)(de)碳化物(wu),從而(er)可提高焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)金(jin)屬(shu)(shu)耐(nai)晶間(jian)(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)能力(li)。這是在焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)金(jin)屬(shu)(shu)中加入(ru)鐵素體(ti)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)元(yuan)素的(de)(de)又一(yi)種效果(guo)。鐵素體(ti)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)元(yuan)素除鉻(ge)外,還有(you)鉬、釩、鎢(wu)、鈦、鈮、硅等。


  在18-8型不銹(xiu)鋼焊縫金(jin)(jin)屬中,滲入某些(xie)強烈形成碳(tan)化(hua)物元素(su)(su)(su),如鈦、鈮、鉭、鋯(gao)等,同樣也能提高焊縫金(jin)(jin)屬抗晶間腐(fu)蝕能力(li)。這是由于(yu)這些(xie)合金(jin)(jin)元素(su)(su)(su)很(hen)容易與碳(tan)結合成很(hen)穩定(ding)的(de)碳(tan)化(hua)物,從而使鉻(ge)的(de)碳(tan)化(hua)物大大減少,在晶粒邊界(jie)就不會出(chu)現貧鉻(ge)現象,使焊縫金(jin)(jin)屬內部組織穩定(ding)。這些(xie)能生成碳(tan)化(hua)物的(de)合金(jin)(jin)元素(su)(su)(su),稱它們為穩定(ding)化(hua)元素(su)(su)(su)。


  按照貧鉻理論,最根本有(you)效的(de)方法是(shi)降低(di)(di)焊縫金屬(shu)中(zhong)碳的(de)含量(liang),直到(dao)低(di)(di)于它(ta)在奧氏體中(zhong)室溫附(fu)近的(de)溶解極限,以徹底避免碳化(hua)物的(de)析出。這樣就(jiu)不會有(you)貧鉻區(qu)帶(dai),從而就(jiu)達到(dao)了防止(zhi)產生晶(jing)間(jian)(jian)腐蝕(shi)的(de)目的(de)。采用超低(di)(di)碳18-8型不銹鋼材質,配備超低(di)(di)碳18-8型不銹鋼焊接(jie)材料,其焊縫金屬(shu)抗晶(jing)間(jian)(jian)腐蝕(shi)能力(li)得(de)到(dao)提(ti)高。


  除上述因素(su)外(wai),對18-8型(xing)不銹鋼(gang)焊接(jie)接(jie)頭(tou)抗(kang)晶間腐(fu)蝕有影(ying)響的(de)(de)還有加工(gong)硬化(hua)。對不含有穩定化(hua)元素(su)的(de)(de)18-8型(xing)不銹鋼(gang)焊接(jie)接(jie)頭(tou),受過冷(leng)變形后,對不同腐(fu)蝕介質的(de)(de)抗(kang)晶間腐(fu)蝕性(xing)能均有所提高(gao),但提高(gao)程度是各不相(xiang)同的(de)(de)。選(xuan)擇不同的(de)(de)焊接(jie)方法和焊接(jie)工(gong)藝,通過對其焊縫金(jin)屬成分、組織(zhi)以及焊接(jie)熱循環的(de)(de)調整,可對焊接(jie)接(jie)頭(tou)抗(kang)晶間腐(fu)蝕產(chan)生一定的(de)(de)影(ying)響。