5焊接工艺—不锈钢的焊接.ppt

第十章 不锈钢的焊接 主讲老师：吴新华; 本章讲述要点：;不锈钢焊接接头的宏观照片;YAG-MAG激光电弧复合焊;第一节 不锈钢及耐热钢的分类及特性;不 锈 钢;二、不锈钢及耐热钢的分类;按 用 途 分 类 ;按组织 分类 ;按室温组织分类 《GB/T 20878-2007 不锈钢和耐热钢 牌号及化学成分》 1) A型不锈钢：基体以面心立方晶体结构的奥氏体组织为主，无磁性，主要通过冷加工使其强化（并可能导致一定的磁性）的不锈钢。是在高铬不锈钢中添加适当的镍（镍的质量分数为8%～25%）而形成的具有奥氏体组织的不锈钢。它是应用最广的一类，以高Cr-Ni钢最为典型。 （固溶态供货），综合性能最好 18-8型：1Cr18Ni9Ti 0Cr18Ni8 25-20型：2Cr25Ni20Si2 4Cr25Ni20 25-35型：4Cr25Ni35 4Cr25Ni35Nb 2)F型不锈钢：基体以体心立方晶体结构的铁素体组织为主，有磁性，一般不能通过热处理硬化，但冷加工可使其轻微强化的不锈钢。显微组织为铁素体，铬的质量分数在11.5%～32.0%范围。主要用作耐热钢（抗氧化钢），也用作耐蚀钢。铁素体钢以退火状态供货。 常为耐蚀钢:1Cr17、1Cr25Si2、000Cr30Mo2 ;按室温组织分类 3)M型不锈钢：基体为马氏体组织，有磁性，通过热处理可调整其力学性能的不锈钢。这类钢中铬的质量分数为11.5%～18.0%。 Cr13系列最为典型 ，如1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13及1Cr17Ni12，常用作不锈钢。热处理对马氏体钢力学性能影响很大，须根据要求规定供货状态，或者是退火态，或者是淬火回火态。 4) A-F（双相）型不锈钢：基体兼有奥氏体和铁素体两相组织（其中较少相的含量一般大于15%），有磁性，可通过冷加工使其强化的不锈钢。钢中铁素体δ占60﹪～40﹪，奥氏体γ占40﹪～60﹪，故常称为双相不锈钢。这类钢具有极其优异的抗腐蚀性能。 （固溶态供货），腐蚀性能最好 18-5型：00Cr18Ni5Mo3Si2；22-5型:00Cr22Ni5Mo3N 25-5型：0Cr25Ni5Mo3N； 5)沉淀硬化型不锈钢：基体为奥氏体或马氏体组织，经时效强化处理以形成析出硬化相的高强钢，主要用作高强度不锈钢。 （时效处理态供货）M，A+M 0Cr17Ni4Cu4Nb(17-4PH)；0Cr17Ni7Al(17-7PH); 第二节 不锈钢的特性; 一般地说，合金元素含量越多，热导率λ越小，而线膨胀系数α和电阻率μ越大。马氏体钢和铁素体钢的λ约为低碳钢的1/2，其α与低碳钢大体相当。奥氏体钢的λ约为低碳钢的1/3，其α则比低碳钢大50%，并随着温度的升高，线膨胀系数的数值也相应地提高。由于奥氏体不锈钢这些特殊的物理性能，在焊接过程中会引起较大的焊接变形，特别是在异种金属焊接时，由于这两种材料的热导率和线膨胀系数有很大差异，会产生很大的残余应力，成为焊接接头产生裂纹的主要原因之一。 非奥氏体钢均显现磁性；奥氏体钢中只有25-20型及16-36型奥氏体钢不呈现磁性；18-8型奥氏体钢在退火状态下虽无磁性，在冷作条件能显示出强磁性。 ;2. 不锈钢的成分及力学性能; 一般常用不锈钢种退火后的最低力学性能;3.不锈钢的 耐蚀性能 ;(4) 晶间腐蚀 在晶粒边界附近发生的有选择性的腐蚀现象。受这种腐蚀的设备或零件，外观虽呈金属光泽，但因晶粒彼此间已失去联系，敲击时已无金属的声音，钢质变脆。晶间腐蚀多半与晶界层“贫铬”现象有联系。 18-8奥氏体不锈钢在450～850℃加热（敏化加热）时，由于沿晶界沉淀出铬的碳化物Cr23C6，致使晶界边界层Cr低于12%，形成贫Cr区，在腐蚀介质中即可沿晶粒边界发生所谓晶间腐蚀(Inter-granular corrosion)。现已证明，若钢中含碳量低于其溶解度，C0.0155-0.03%,就不会析出Cr23C6，因而不会贫铬。 钢中含碳量越高，晶间腐蚀倾向越大。若钢中存在碳化物稳定元素，如Ti、Nb等(常称为稳定化元素)，经稳定化处理（加热850℃*2h），优先形成NbC或TIC，因可限制Cr与C结合，而防止Cr的损失，故可提高抗晶间腐蚀性能。 (5) 应力腐蚀 也称应力腐蚀开裂（Stress Corrosion Cracking，简称SCC），是指不锈钢在特定的腐蚀介质和拉应力作用下出现的低于强度极限的脆性开裂现象。不锈钢的应力腐蚀大部分是由氯引起的。高浓度苛性碱、硫酸水溶液等也会引起应力腐蚀。;σ相脆化：是C