16 不锈钢及耐热钢的焊接.ppt

§2不锈钢及耐热钢的焊接 2011年11月 内 容 一、不锈钢及耐热钢的分类及特点 二、奥氏体钢的焊接性 三、奥氏体钢的焊接工艺 四、铁素体钢的焊接 五、马氏体钢的焊接 六、双相不锈钢的焊接 七、异种金属的焊接 一、不锈钢及耐热钢的分类及特点 1．不锈钢的分类及特点 （1）定义： 在大气、海水、或其他腐蚀介质中能够抗氧化和腐蚀的高合金钢。 (4)不锈钢冶金特点 低C、低S、P 高Cr、Ni、Mn Cr12% C： 提高高温强度，降低腐蚀抗力 Si: 增加耐热性、高温强度、减少高温时的锈皮产生，增加脆性 Mn：提高强度、可替代Ni的添加（Mn：Ni = 4：1，可降低成本） Ni： 提高SCC抗力，保证高温抗氧化能力和高温强度 Cr：钝化膜形成元素，10.5%可耐氧化性介质腐蚀，保证高温抗氧化能力和高温强度 Mo：耐非氧化性酸的腐蚀，提高Cl-离子点蚀抗力和SCC抗力，增加脆性 N： 提高强度，几乎不影响耐蚀性 S、P： 杂质 Cu: 增加非氧化性气氛的耐蚀性；3%以上的Cu有析出强化效果；降低不锈钢加工硬化效应，使之易冷作成形；但热加工性差、会发生热脆化。 （6）不锈钢耐腐蚀性 ① 腐蚀：金属表面与周围介质发生化学或电化学作用而引起的物质转移的破坏现象。 ② 腐蚀分类： 按介质分：大气、海水、土壤、酸碱盐 按形态分：均匀腐蚀、点状腐蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀、腐蚀疲劳 按机理分：化学腐蚀、电化学腐蚀 A．均匀腐蚀：氧化性酸 HNO3 能形成钝化膜 Cr-Ni 18-8 还原性酸 H2SO4 含Mo B．点蚀：Cl-破坏钝化层而腐蚀甚至穿孔 18-8耐点蚀的能力较差，Mo可提高点蚀抗力 双相不锈钢耐点蚀的能力较好 C．缝隙腐蚀：金属表面由于存在异物或结构上的原因而形成缝隙（如焊缝、铆缝﹑垫片或沉积物下面等），缝隙的存在使得缝隙内的溶液中与腐蚀有关的物质迁移困难，由此而引起的缝隙内金属的腐蚀，Cl-浓度高，造成与点蚀类似的腐蚀 D．晶间腐蚀：产生原因主要是晶间贫Cr，12％，晶间丧失耐腐蚀能力，另外S、P杂质在晶间偏析也会造成晶间腐蚀 E．应力腐蚀： Cr－Ni奥氏体钢易产生APC阳极溶解型SCC M、F钢易产生HEC阴极氢脆型SCC 双相不锈钢（40～50％δ）耐SCC能力优于奥氏体钢 Ni↑→耐SCC能力↑ 25－20优于18－18 Mo↑→耐氯化物应力腐蚀↑ F. 电偶腐蚀：当两种金属浸在腐蚀性溶液中，由于两种金属之间存在电位差，如相互接触，就构成腐蚀电偶。较活泼的金属成为阳极溶解，不活泼金属（耐腐蚀性较高的金属）则为阴极，腐蚀很小或完全不腐蚀。这种腐蚀称为电偶腐蚀，或接触腐蚀，亦称为双金属腐蚀。 G. 其他 氢脆 腐蚀疲劳 冲刷腐蚀 2．耐热钢的特点及分类 （1）定义： 在高温具有一定强度和抗氧化性的钢。 即具有热强性和热稳定性的钢。 （2）物理性能： 导热系数小、电阻率大、线胀系数高→变形、应力、发热问题 （3）分类： 按性能分为：热强钢、热稳定钢 按合金元素含量分：低合金耐热钢、中合金耐热钢、高合金耐热钢 按组织状态分： 铁素体耐热钢、珠光体耐热钢、马氏体耐热钢、 奥氏体耐热钢 （4）耐热钢耐热性 ① 抗氧化性：钢的表面形成致密的氧化膜，使金属与介质隔开，从而表现出抗氧化性。 钢中加入Cr、Al、Si与氧亲和力大的元素可提高抗氧化性 Cr18% 1000~1100℃ Si3% 900~1000℃ Al3~4% 9000℃ ② 热强性：高温下长期工作时对断裂、蠕变的抗力 提高热强性的措施有： 提高Ni的含量以稳定基体，加入Mo、W形成固溶强化，提高原子间结合力 形成稳定第二相，如MC、M6C、M23C6，如NbC、VC，可见对热强性而言提高含C量有好处，对不锈钢则相反 减少晶界并强化晶界，如加入微量元素B或稀土元素 ③ 高温脆性：耐热钢长期高温工作产生的脆性 粗晶、热应变、回火脆性 A．475℃脆性 Cr15%含有较多铁素体形成元素的钢在430～480℃范围长期停留或缓冷时出现的负温、低温韧性降低的脆化现象。 475℃脆性是金属的负温、常温韧性，其高温仍具有较高的韧性; 产生条件与铁素体含量有关，一般出现在含有较多铁素体的奥氏体钢焊缝中，铁素体越多，脆化越严重; 产生机理：475℃加热时，铁素体内的Cr原子趋于有序化，形成