焊接冶金与焊接性第7章　不锈钢及耐热钢的焊接.ppt

20921-7a 7.2.1　焊接接头的组织转变 图7-5　w(Fe)=60%的Fe-Cr-Ni合金伪二元相图 20921-7a 7.2.1　焊接接头的组织转变 2. 接头的组织转变 图7-6　24-5Mo2Cu双相钢焊接接头中γ相体积分数与峰值温度的关系 20921-7a 7.2.2　焊接接头的耐蚀性 1.晶间腐蚀 图7-7　焊接接头晶间腐蚀产生的部位示意图1—焊缝　2—熔合区　3—热影响区 (1) 焊缝区的晶间腐蚀　普通的18-8型奥氏体钢焊缝的晶间腐蚀通常在多层多道焊的情况下出现，后一层焊缝对前一层焊缝的加热处于敏化温度区域时， 20921-7a 7.2.2　焊接接头的耐蚀性 在晶界上容易析出铬的碳化物，形成贫铬的晶粒边界。 图7-8　18-8Ti奥氏体不锈钢焊接接头的刀状腐蚀 20921-7a 7.2.2　焊接接头的耐蚀性 (2) 热影响区的晶间腐蚀　在普通的18-8型奥氏体钢的焊接热影响区会产生晶间腐蚀，主要出现在焊接热影响区中加热峰值温度处于600～1000℃的区域。(3) 熔合区的刀状腐蚀　这种刀状腐蚀只出现在含Ti或Nb的18-8Ti或18-8Nb奥氏体不锈钢焊接接头的熔合区内，如图7-8所示。 图7-9　18-8Ti奥氏体不锈钢焊接接头碳化物分布示意图WM—焊缝　WI—焊缝边界 20921-7a 7.2.2　焊接接头的耐蚀性 2.点蚀和应力腐蚀(1) 点蚀　不锈钢焊接接头的点蚀常成为应力腐蚀的裂纹源，因此必须解决点蚀问题。(2) 应力腐蚀　对于不锈钢来说，应力腐蚀断裂的部位通常不存在均匀腐蚀，断裂往往以点蚀、缝隙腐蚀为起始点。 图7-10　304不锈钢焊接接头表面的应力腐蚀开裂 20921-7a 7.2.2　焊接接头的耐蚀性 1) 双相不锈钢的屈服强度比奥氏体不锈钢高，产生表面滑移所需的应力水平高，在相同的腐蚀介质中，双相不锈钢的表面膜因表面滑移而破坏所需的应力较大，应力腐蚀开裂较难发生。2) 双相不锈钢中一般含有Mo元素，Cr含量也很高，耐点蚀能力强，应力腐蚀开裂缺乏起始点。3) 双相不锈钢的两个相的电极电位不同，裂纹在不同相和相界面的扩展机制不同，对裂纹的扩展起到阻止或抑制作用，应力腐蚀开裂的发展速度缓慢。 20921-7a 7.2.3　焊接接头的裂纹 1.热裂纹 2.冷裂纹 20921-7a 7.2.4　焊缝金属的脆化 1.焊缝的粗晶脆化2.焊缝的σ相脆化3.焊缝的475℃脆化 20921-7a 7.2.5　异种钢接头的成分不均匀性 图7-11　确定18-8不锈钢/低碳钢焊缝中心组织的舍夫勒图 20921-7a 7.2.5　异种钢接头的成分不均匀性 图7-12　低碳钢母材与奥氏体钢焊缝边界的元素分布图 20921-7a 7.2.5　异种钢接头的成分不均匀性 图7-13　珠光体钢与23-13奥氏体钢焊接接头的硬度分布 20921-7a 7.3　不锈钢及耐热钢的焊接工艺 本节将根据上节焊接性分析的主要观点，分别讨论铁素体钢、马氏体钢、奥氏体钢、双相钢以及异种钢的焊接工艺，主要包括焊接材料的选择和焊接工艺要点。 20921-7a 7.3.1　铁素体钢的焊接工艺 1.焊接材料的选择 2.焊接工艺要点(1) 焊接方法　铁素体钢通常采用焊条电弧焊、TIG焊和MIG焊，有时也采用埋弧焊。(2) 焊前预热　铁素体钢被加热至950～1000℃以上后急冷至室温，塑性和缺口韧性显著降低，在焊接热影响区就会出现高温脆性，同时耐蚀性也显著降低。(3) 焊接热输入　焊接过程应该采取较小的热输入。(4) 焊后热处理　铁素体钢多用于要求耐蚀的场合，高Cr铁素体钢也有晶间腐蚀倾向。 20921-7a 7.3.2　马氏体钢的焊接工艺 1.焊接材料的选择 2.焊接工艺要点(1) 焊接方法　马氏体钢的焊接通常采用焊条电弧焊、TIG焊和MIG焊。(2) 焊前预热　为防止接头产生冷裂纹，应该采取预热措施。(3) 焊后热处理　焊后热处理的作用是通过退火处理降低焊缝金属和热影响区的硬度，改善焊接接头的韧性，还可降低焊接结构的残余应力。 20921-7a 7.3.3　奥氏体钢的焊接工艺 1. 焊接材料的选择1) 根据钢的具体成分和服役条件以及对焊缝金属的性能要求选择焊接材料。 20921-7a 7.3.3　奥氏体钢的焊接工艺 表7-5　一些典型奥氏体钢及其组配的熔敷金属 母材 熔 敷 金 属 组　　织 0Cr18Ni11Ti 0Cr21Ni9Nb、0Cr18Ni9SiV3 γ＋δ 1Cr18Ni9Ti 1Cr19Ni10Nb、1Cr16Ni9Mo2 γ＋δ 00Cr19Ni11 00Cr21Ni10 γ＋δ 00Cr19Ni13Mo3 00Cr20Ni13Mo3、00Cr23Ni13Mo