我国不锈钢焊接工艺研究现状及进展.pdf

维普资讯 维普资讯 ·2 · 山西冶盆 第30卷 E—mail：veiin @126．~om 此，迫切需要我们加强不锈钢焊接工艺与材料的研 间腐蚀的性能。应力腐蚀是在静拉伸应力作用下和在 究工作，致力于产品质量的提高，保证产品质量的稳 氯化物、氢氧化物，硫化物和连多硫酸等特定介质中 定，迅速缩小与国外先进水平的差距。同时加强对高 产生的，奥氏体不锈钢的焊接接头在焊后未经热处理 品质特种不锈钢焊材的研制开发与生产，适应市场 的情况下，接头处存在很大的残余应力，有时可达到 的需求，降低成本，增强 自身的竞争能力，为我国的 屈服限，因此常在某些介质中发生应力腐蚀破裂。孔 经济建设做贡献。 蚀则是因金属表面非金属夹杂物、析出相、晶界露头 1 不锈钢的类型及其特点和焊接性 等处钝化膜较脆弱，在特定的介质作用下产生。 1．1 奥氏体不锈钢 1．2 铁素体不锈钢 奥氏体不锈钢是应用最广的一种，高铬镍钢及 W(Cr)为 17％28％的高铬钢属铁素体不锈钢， 高铬锰氮钢均属此类，其中，铬镍奥氏体不锈钢是最 主要用作热稳定钢，也可做耐蚀钢用。 通用的钢种。18—8钢主要用于耐蚀环境下，25—2O钢 铁素体不锈钢由于热膨胀系数与碳钢接近而比 主要用作热稳定钢，提高含碳量则可用做热强钢。奥 奥氏体小，并且S,P等杂质元素在铁素体中溶解度 氏体不锈钢是不锈钢中最重要的钢种，由于其在高 大，Si、Nb等又是铁素体形成元素，因此，焊缝结晶时 温、极低温度 (一196oC)下均具有优 良的塑韧性 、 不易形成低熔点共晶，热裂纹的倾向比奥氏体不锈钢 冷热加工性能和耐腐蚀性能，因此大量用于石油、化 小得多，同时焊接热影响区超过临界温度的区域形成 工、宇航及核工程等重要焊接结构。目前的主要问题 的马氏体量也少，比马氏体不锈钢的延迟裂纹的敏感 是接头的刀状腐蚀和应力腐蚀开裂，以及含镍较高 性小。铁素体不锈钢在焊接中的主要问题是晶粒易于 的单相奥氏体钢接头热裂问题，有时也会有接头热 长大形成粗大铁素体而脆化和475oC脆化问题。 强性和再热裂纹问题。 铁铬相图表明，在 1050oC时，W(Cr)为 12％的 1．1．1 焊接接头热裂纹 钢位于 相 区的边界 ；若含碳量低 ，则位于 奥氏体不锈钢焊接接头在焊缝及近缝区均可出 (8+ )区； (Cr)为 17％的钢则位于 (8+ ) 现热裂纹，最常见的是结晶(凝固)裂纹，有时会出 区，并含有较高的 8铁素体。在空气冷却的条件下， 现热影响区液化裂纹。含Ni量越高，产生裂纹的倾 奥氏体总是转变成马氏体，因此，焊后冷却至室温， 向越大，而且不易控制。 热影响区和母材将得到马氏体组织。在200 300oC 结晶(凝固)裂纹是在凝固后期产生的。奥氏体 时，开始发生马氏体转变，硬度取决于含碳量，在 不锈钢导热系数小，线膨胀系数大，使得焊缝在结晶 HV450 720之间。在空气冷却的条件下，W(Cr) 过程中产生较大的收缩变形和拉伸应力，在凝固期 为 12％的钢可得到20％一30％的铁素体组织。 间存在较大拉应力是产生凝固裂纹的必要条件。另 焊态下，焊缝的延伸率低；退火后，延伸率可提 外，奥氏体易形成方向性强的柱状晶的焊缝组织，有 高20％，但冲击韧性仍很低。经过淬火和回火后，母 利于有害杂质 (S、P、Sn、Sb)的偏析而促使形成晶间