第二章+異種鋼的焊接(2)--作業(yè)

1、 耐熱鋼的分類及特點(diǎn)耐熱鋼的分類及特點(diǎn) 2.1 不銹鋼的焊接不銹鋼的焊接2.4本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容 不銹鋼的分類及特點(diǎn)不銹鋼的分類及特點(diǎn) 2.3 耐熱鋼的焊接耐熱鋼的焊接2.2（1 1）鉻不銹鋼：）鉻不銹鋼： w wCrCr=12-30%=12-30%，主要為，主要為Cr13Cr13型型 （2 2）鉻鎳不銹鋼：）鉻鎳不銹鋼： w wCrCr=12-30%=12-30%， w wNiNi=6-12%=6-12%，如，如Crl8Ni9Crl8Ni9鋼鋼（3 3）鉻錳氮不銹鋼：）鉻錳氮不銹鋼：用錳代替鎳含量，如用錳代替鎳含量，如1Crl8Mn6Ni5N1Crl8Mn6Ni5N（1 1）不銹鋼：）

2、不銹鋼：要求耐浸蝕性的化學(xué)介質(zhì)腐蝕，對強(qiáng)度要求不要求耐浸蝕性的化學(xué)介質(zhì)腐蝕，對強(qiáng)度要求不高，工作溫度低于高，工作溫度低于500 500 ； （2 2）抗氧化鋼（不起皮鋼）：）抗氧化鋼（不起皮鋼）：要求在高溫下抗氧化或耐氣體要求在高溫下抗氧化或耐氣體介質(zhì)的腐蝕介質(zhì)的腐蝕 ，工作溫度可高達(dá)，工作溫度可高達(dá)900-1100 900-1100 ；（3 3）熱強(qiáng)鋼：）熱強(qiáng)鋼：高溫下有較好的抗氧化性和耐腐蝕能力，并具高溫下有較好的抗氧化性和耐腐蝕能力，并具有較高的強(qiáng)度，工作溫度可高達(dá)有較高的強(qiáng)度，工作溫度可高達(dá)600-800600-800。（1 1）馬氏體不銹鋼：）馬氏體不銹鋼：熱處理強(qiáng)化鋼；牌號主要為熱

3、處理強(qiáng)化鋼；牌號主要為 1Cr131Cr134Cr134Cr13；用于力學(xué)性能要求高，耐蝕性要求低，如：氣輪機(jī)葉；用于力學(xué)性能要求高，耐蝕性要求低，如：氣輪機(jī)葉片，醫(yī)療器械等。一般在調(diào)質(zhì)狀態(tài)下使用。片，醫(yī)療器械等。一般在調(diào)質(zhì)狀態(tài)下使用。焊后淬硬傾向大，焊后淬硬傾向大，易出現(xiàn)冷裂紋。易出現(xiàn)冷裂紋。（2 2）鐵素體）鐵素體不銹不銹鋼鋼 ：含含CrCr為為171730%30%的高鉻鋼屬此類，主要的高鉻鋼屬此類，主要用做熱穩(wěn)定鋼，也可作耐蝕鋼用（隨用做熱穩(wěn)定鋼，也可作耐蝕鋼用（隨CrCr 含量增加，耐蝕性增含量增加，耐蝕性增加）；加）； Wc = 0.1%Wc = 0.1%左右；不能進(jìn)行熱處理強(qiáng)化；左

4、右；不能進(jìn)行熱處理強(qiáng)化； 如如1Cr171Cr17、1Cr17Ti1Cr17Ti、1Cr281Cr28等。等。（3 3）奧氏體）奧氏體不銹不銹鋼鋼 ：用途最廣，占不銹鋼及耐熱鋼總量的用途最廣，占不銹鋼及耐熱鋼總量的7070 化學(xué)成分特點(diǎn)化學(xué)成分特點(diǎn): : W Wc c = 0.08= 0.080.14 %0.14 % W WCrCr = 17 = 1719 %19 % W WNiNi = 8 = 811 %11 % Cu Cu、TiTi、MoMo等。等。加工特點(diǎn)加工特點(diǎn): :不能進(jìn)行熱處理強(qiáng)化不能進(jìn)行熱處理強(qiáng)化, ,只能冷塑性變形強(qiáng)化。只能冷塑性變形強(qiáng)化。熱處理特點(diǎn)熱處理特點(diǎn): :固溶處理固溶

5、處理; ;穩(wěn)定化處理穩(wěn)定化處理; ;消除應(yīng)力退火。消除應(yīng)力退火。牌號牌號: : 0Cr18Ni90Cr18Ni9、1Cr18Ni91Cr18Ni9、 0Cr18Ni9Ti0Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni9Ti1Cr18Ni9Ti用途用途: : 化工容器、管道等。化工容器、管道等。 固溶處理：把鋼加熱到單一固溶處理：把鋼加熱到單一A A區(qū)區(qū)（1050-1150 1050-1150 ），得到成分均勻），得到成分均勻的單一的單一A A組織，然后快冷，使高溫過組織，然后快冷，使高溫過飽和的固溶體組織保持到室溫。飽和的固溶體組織保持到室溫。穩(wěn)定化處理穩(wěn)定化處理: :對含對含NbNb、TiTi等固碳元

6、素的等固碳元素的A A不銹鋼，經(jīng)固溶處理后，重新加熱到不銹鋼，經(jīng)固溶處理后，重新加熱到850-950850-950之間，過熱溶解于奧氏體的之間，過熱溶解于奧氏體的TiCTiC重新析出，減少重新析出，減少Cr23C6Cr23C6析出可能性，析出可能性，從而降低晶間腐蝕的工藝過程。從而降低晶間腐蝕的工藝過程。（4 4）鐵素體）鐵素體- -奧氏體雙相鋼奧氏體雙相鋼 ：鋼中鐵素體占：鋼中鐵素體占6060-40-40，奧氏體占奧氏體占4040-60-60 ；抗點(diǎn)蝕及抗應(yīng)力腐蝕開裂的能力強(qiáng)，；抗點(diǎn)蝕及抗應(yīng)力腐蝕開裂的能力強(qiáng)，主要用于含氯離子的環(huán)境，如石油、化工、化肥、造紙等主要用于含氯離子的環(huán)境，如石油、

7、化工、化肥、造紙等設(shè)備。設(shè)備。 如如00Crl8Ni5Mo3Si200Crl8Ni5Mo3Si2、00Cr22Ni 5Mo3N00Cr22Ni 5Mo3N、0Cr25Ni5Mo3N0Cr25Ni5Mo3N等。等。 （5 5）沉淀硬化型不銹鋼）沉淀硬化型不銹鋼 ：在不銹鋼中單獨(dú)或復(fù)合添加硬：在不銹鋼中單獨(dú)或復(fù)合添加硬化元素，通過適當(dāng)熱處理得到高強(qiáng)度、高韌性、良好耐蝕化元素，通過適當(dāng)熱處理得到高強(qiáng)度、高韌性、良好耐蝕性的一類不銹鋼。如性的一類不銹鋼。如0Crl7Ni7Al0Crl7Ni7Al、0Crl7Ni4Cu4Nb0Crl7Ni4Cu4Nb等等 2 2、耐蝕性：、耐蝕性：（1）化學(xué)腐蝕）化學(xué)腐

8、蝕: 金屬與介質(zhì)金屬與介質(zhì) ( ( 干燥氣體和非電解質(zhì)溶液干燥氣體和非電解質(zhì)溶液 ) ) 發(fā)生化學(xué)發(fā)生化學(xué) 反應(yīng)而產(chǎn)生的腐蝕。例如反應(yīng)而產(chǎn)生的腐蝕。例如: :高溫氧化、脫碳等。高溫氧化、脫碳等。 特點(diǎn)：無電流產(chǎn)生特點(diǎn)：無電流產(chǎn)生（2）電化學(xué)腐蝕）電化學(xué)腐蝕:金屬與介質(zhì)金屬與介質(zhì) ( ( 電解質(zhì)溶液，即酸、堿、鹽溶液電解質(zhì)溶液，即酸、堿、鹽溶液 ) ) 發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的腐蝕。發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的腐蝕。 特點(diǎn)：有電流產(chǎn)生。特點(diǎn)：有電流產(chǎn)生。1 1、物理性能：、物理性能：熱導(dǎo)率小、線膨脹系數(shù)大、電阻率大熱導(dǎo)率小、線膨脹系數(shù)大、電阻率大 電化學(xué)腐蝕過程示意圖電化學(xué)腐蝕過程示意圖 珠光體電化學(xué)腐

9、蝕示意圖珠光體電化學(xué)腐蝕示意圖（1）均勻腐蝕）均勻腐蝕 均勻腐蝕是指接觸腐蝕介質(zhì)的金屬表面全部產(chǎn)生腐均勻腐蝕是指接觸腐蝕介質(zhì)的金屬表面全部產(chǎn)生腐蝕的現(xiàn)象。均勻腐蝕使金屬截面不斷減少，對于被腐蝕的現(xiàn)象。均勻腐蝕使金屬截面不斷減少，對于被腐蝕的受力零件而言，會(huì)使其承受的真實(shí)應(yīng)力逐漸增加，蝕的受力零件而言，會(huì)使其承受的真實(shí)應(yīng)力逐漸增加，最終達(dá)到材料的斷裂強(qiáng)度而發(fā)生斷裂。最終達(dá)到材料的斷裂強(qiáng)度而發(fā)生斷裂。v不銹鋼與硝酸等氧化性酸作用，在表面能形成穩(wěn)不銹鋼與硝酸等氧化性酸作用，在表面能形成穩(wěn)定的鈍化層，不易產(chǎn)生腐蝕；定的鈍化層，不易產(chǎn)生腐蝕；v不銹鋼與硫酸等還原性酸作用，只含不銹鋼與硫酸等還原性酸作用，

10、只含CrCr的馬氏體的馬氏體和鐵素體鋼發(fā)生腐蝕，同時(shí)含和鐵素體鋼發(fā)生腐蝕，同時(shí)含CrCr和和NiNi的奧氏體鋼的奧氏體鋼不發(fā)生腐蝕；不發(fā)生腐蝕；v在含在含Cl-Cl-離子的介質(zhì)中，奧氏體鋼易發(fā)生腐蝕。離子的介質(zhì)中，奧氏體鋼易發(fā)生腐蝕。 Cl- Cl-穿透力強(qiáng)，容易透過鈍化膜內(nèi)極小的孔隙，使鈍穿透力強(qiáng)，容易透過鈍化膜內(nèi)極小的孔隙，使鈍化膜的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。另外，化膜的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。另外，Cl-Cl-和鈍化離子競爭金和鈍化離子競爭金屬表面上的吸附點(diǎn)，甚至可取代已吸附的鈍化離子，屬表面上的吸附點(diǎn)，甚至可取代已吸附的鈍化離子，使電極表面的鈍化區(qū)域成為活性點(diǎn)，改變了鈍化膜使電極表面的鈍化區(qū)域成為活性點(diǎn)，改

11、變了鈍化膜的溶解機(jī)制，導(dǎo)致鈍化膜減薄，并使不銹鋼表面膜的溶解機(jī)制，導(dǎo)致鈍化膜減薄，并使不銹鋼表面膜的保護(hù)性能降低。的保護(hù)性能降低。 (2) 點(diǎn)腐蝕點(diǎn)腐蝕點(diǎn)腐蝕是指在金屬材料表面大部分不腐蝕或腐蝕輕微，點(diǎn)腐蝕是指在金屬材料表面大部分不腐蝕或腐蝕輕微，而分散發(fā)生高度的孔狀或坑狀局部腐蝕，又稱坑蝕或孔而分散發(fā)生高度的孔狀或坑狀局部腐蝕，又稱坑蝕或孔蝕（蝕（Pitting CorrosionPitting Corrosion），常見蝕點(diǎn)的尺寸小于），常見蝕點(diǎn)的尺寸小于1mm1mm，深度往往大于表面孔徑，輕者有較淺的蝕坑，嚴(yán)重的甚深度往往大于表面孔徑，輕者有較淺的蝕坑，嚴(yán)重的甚至形成穿孔。不銹鋼常因至形

12、成穿孔。不銹鋼常因ClCl的存在而使鈍化層局部破的存在而使鈍化層局部破壞以至形成腐蝕坑。壞以至形成腐蝕坑。 (3) 縫隙腐蝕縫隙腐蝕 在電解液中，如在氯離子環(huán)境中，不銹鋼間或與異物接在電解液中，如在氯離子環(huán)境中，不銹鋼間或與異物接觸的表面間存在間隙時(shí)，縫隙中溶液流動(dòng)將發(fā)生遲滯現(xiàn)觸的表面間存在間隙時(shí)，縫隙中溶液流動(dòng)將發(fā)生遲滯現(xiàn)象，以至溶液局部象，以至溶液局部ClCl濃化，形成濃差電池，從而導(dǎo)致濃化，形成濃差電池，從而導(dǎo)致縫隙中不銹鋼鈍化膜吸附縫隙中不銹鋼鈍化膜吸附ClCl而被局部破壞的現(xiàn)象稱為而被局部破壞的現(xiàn)象稱為縫隙腐蝕。縫隙腐蝕。 (4) 晶間腐蝕晶間腐蝕不銹鋼在不銹鋼在450- 85045

13、0- 850加熱時(shí)，由于沿奧氏體晶界沉加熱時(shí)，由于沿奧氏體晶界沉淀出了淀出了CrCr的碳化物，致使晶粒邊界貧的碳化物，致使晶粒邊界貧CrCr，在腐蝕介質(zhì)中，在腐蝕介質(zhì)中沿晶粒邊界附近發(fā)生的有選擇性的腐蝕現(xiàn)象。沿晶粒邊界附近發(fā)生的有選擇性的腐蝕現(xiàn)象。 受這種腐蝕的設(shè)備或零件，外觀雖呈金屬光澤，但因受這種腐蝕的設(shè)備或零件，外觀雖呈金屬光澤，但因晶粒彼此間已失去聯(lián)系，敲擊時(shí)已無金屬的聲音，鋼質(zhì)晶粒彼此間已失去聯(lián)系，敲擊時(shí)已無金屬的聲音，鋼質(zhì)變脆。變脆。 晶間腐蝕常發(fā)生于奧氏體不銹鋼中，多半與晶界層晶間腐蝕常發(fā)生于奧氏體不銹鋼中，多半與晶界層“貧鉻貧鉻”現(xiàn)象有聯(lián)系。現(xiàn)象有聯(lián)系。v接頭再次加熱到接頭再次

14、加熱到450-850450-850或在此溫度區(qū)間工作或在此溫度區(qū)間工作 通常把通常把450-850450-850溫度區(qū)間稱為溫度區(qū)間稱為，把在此，把在此區(qū)間內(nèi)加熱的過程稱為敏化加熱或區(qū)間內(nèi)加熱的過程稱為敏化加熱或。鉻是決定不銹鋼耐蝕性的決定元素，但是含量只有超過鉻是決定不銹鋼耐蝕性的決定元素，但是含量只有超過12%12%才能使鋼處于耐腐蝕的鈍態(tài)。由于才能使鋼處于耐腐蝕的鈍態(tài)。由于18-818-8鋼固溶處理態(tài)下，鋼固溶處理態(tài)下，奧氏體一定是碳過飽和，所以呈不穩(wěn)定狀態(tài)。如果固溶態(tài)的奧氏體一定是碳過飽和，所以呈不穩(wěn)定狀態(tài)。如果固溶態(tài)的不銹鋼在不銹鋼在450-850450-850 C C使用或加熱時(shí)，

15、超過溶解度的使用或加熱時(shí)，超過溶解度的C C向晶界擴(kuò)向晶界擴(kuò)散，并與鉻形成鉻的碳化物散，并與鉻形成鉻的碳化物Cr23C6 Cr23C6 在晶界沉淀，由于鉻在在晶界沉淀，由于鉻在奧氏體中擴(kuò)散速度慢，晶粒內(nèi)部的鉻不能及時(shí)補(bǔ)充到晶界，奧氏體中擴(kuò)散速度慢，晶粒內(nèi)部的鉻不能及時(shí)補(bǔ)充到晶界，就造成晶界貧鉻。當(dāng)貧化區(qū)的鉻降至鈍化所需的極限含量就造成晶界貧鉻。當(dāng)貧化區(qū)的鉻降至鈍化所需的極限含量12%12%以下時(shí)，電極電位急劇下降。這樣在腐蝕介質(zhì)中，晶界以下時(shí)，電極電位急劇下降。這樣在腐蝕介質(zhì)中，晶界和晶內(nèi)產(chǎn)生電極電位差形成電化學(xué)腐蝕，和晶內(nèi)產(chǎn)生電極電位差形成電化學(xué)腐蝕， 貧化區(qū)的晶界成貧化區(qū)的晶界成為陽極，在

16、腐蝕介質(zhì)的作用下產(chǎn)生晶界腐蝕。為陽極，在腐蝕介質(zhì)的作用下產(chǎn)生晶界腐蝕。 450 850 C擴(kuò)散晶界+CrCr23C6沉淀 晶界貧Cr層晶間腐蝕固溶處理后碳飽和 v溫度、時(shí)間溫度、時(shí)間 v化學(xué)成分化學(xué)成分 C C 含碳量含碳量越容易形成晶間貧鉻層越容易形成晶間貧鉻層晶間腐晶間腐蝕傾向蝕傾向 其它合金元素其它合金元素 與與C C的親和力的親和力 鉻與鉻與C C的親和力，可以阻止鉻的親和力，可以阻止鉻與與C C結(jié)合，結(jié)合，晶間腐蝕傾向晶間腐蝕傾向 與與C C的親和力的親和力 鉻與鉻與C C的親和力，不起作用的親和力，不起作用 v相結(jié)構(gòu)的影響相結(jié)構(gòu)的影響 鐵素體鐵素體+ +奧氏體雙相奧氏體雙相 可以打

17、亂單一奧氏體柱狀晶的方向性可以打亂單一奧氏體柱狀晶的方向性 （5）應(yīng)力腐蝕）應(yīng)力腐蝕 也稱應(yīng)力腐蝕開裂（也稱應(yīng)力腐蝕開裂（Stress Corrosion CrackingStress Corrosion Cracking，簡稱，簡稱SCCSCC），），是指不銹鋼在特定的腐蝕介質(zhì)和拉應(yīng)力作用下出現(xiàn)的低于強(qiáng)度極限的脆是指不銹鋼在特定的腐蝕介質(zhì)和拉應(yīng)力作用下出現(xiàn)的低于強(qiáng)度極限的脆性開裂現(xiàn)象。不銹鋼的應(yīng)力腐蝕大部分是由氯和氧引起的。高濃度苛性性開裂現(xiàn)象。不銹鋼的應(yīng)力腐蝕大部分是由氯和氧引起的。高濃度苛性堿、硫酸水溶液等也會(huì)引起應(yīng)力腐蝕。堿、硫酸水溶液等也會(huì)引起應(yīng)力腐蝕。產(chǎn)生條件：產(chǎn)生條件： A A、

18、拉應(yīng)力下產(chǎn)生，壓應(yīng)力不、拉應(yīng)力下產(chǎn)生，壓應(yīng)力不產(chǎn)生；產(chǎn)生； B B、材料與介質(zhì)之間有選擇性；、材料與介質(zhì)之間有選擇性； C C、純金屬一般不產(chǎn)生，合金、純金屬一般不產(chǎn)生，合金中易產(chǎn)生。中易產(chǎn)生。（1 1）覆蓋層保護(hù)）覆蓋層保護(hù): : 涂漆、電鍍、發(fā)藍(lán)、磷化等工藝。涂漆、電鍍、發(fā)藍(lán)、磷化等工藝。（2 2）形成氧化層）形成氧化層: : 加入合金元素加入合金元素CrCr、AlAl、Si Si 等等, ,形成形成CrCr2 2O O3 3、SiOSiO2 2、AlAl2 2O O3 3等氧化膜。等氧化膜。 （3 3）提高金屬的電極電位）提高金屬的電極電位: : 加入合金元素加入合金元素CrCr、NiN

19、i、SiSi等等, ,提高金屬基體的電極電位。提高金屬基體的電極電位。（4 4）使鋼在室溫下呈單相組織）使鋼在室溫下呈單相組織: :加入合金元素加入合金元素 MnMn、NiNi、CoCo等能擴(kuò)大等能擴(kuò)大區(qū)區(qū), ,可在室溫獲得可在室溫獲得奧氏體鋼。奧氏體鋼。加入合金元素加入合金元素 CrCr、MoMo、W W、V V、TiTi、Si Si 等能擴(kuò)大等能擴(kuò)大區(qū)區(qū), ,可在室溫獲得鐵素體鋼。可在室溫獲得鐵素體鋼。（5 5）減少與消除鋼中的各種不均勻現(xiàn)象）減少與消除鋼中的各種不均勻現(xiàn)象: : 偏析、應(yīng)力、組織等。偏析、應(yīng)力、組織等。（6 6）犧牲陽極保護(hù)陰極）犧牲陽極保護(hù)陰極 : : 鑲嵌一些比金屬或

20、合金基體電極電位更低的金屬塊。鑲嵌一些比金屬或合金基體電極電位更低的金屬塊。3 3、不銹鋼的力學(xué)性能、不銹鋼的力學(xué)性能常溫力學(xué)性能與其微觀組織結(jié)構(gòu)有著密切的關(guān)系。常溫力學(xué)性能與其微觀組織結(jié)構(gòu)有著密切的關(guān)系。 馬氏體鋼：馬氏體鋼：退火狀態(tài)：退火狀態(tài)：強(qiáng)度低，塑性、韌性好強(qiáng)度低，塑性、韌性好 淬火狀態(tài)：淬火狀態(tài)：強(qiáng)度高，但塑性、韌性降低；強(qiáng)度高，但塑性、韌性降低； 鐵素體鋼：鐵素體鋼：強(qiáng)度及韌性均較低；強(qiáng)度及韌性均較低； 奧氏體鋼：奧氏體鋼：具有較高的抗拉強(qiáng)度，塑性、韌性也較好具有較高的抗拉強(qiáng)度，塑性、韌性也較好1 1、焊接性分析、焊接性分析顯微組織：奧氏體顯微組織：奧氏體 成分：高鉻不銹鋼成分：

21、高鉻不銹鋼+ +適量的適量的Ni Ni 典型鋼種：典型鋼種： 18-818-8鋼鋼 0Cr18Ni9 1Cr18Ni9Ti 0Cr18Ni9 1Cr18Ni9Ti 25-2025-20鋼鋼 2Cr25Ni20Si2 4Cr25Ni20 2Cr25Ni20Si2 4Cr25Ni20 25-3525-35鋼鋼 0Cr21Ni32 4Cr25Ni350Cr21Ni32 4Cr25Ni35 變形能力強(qiáng)、含碳量低，焊接性良好；變形能力強(qiáng)、含碳量低，焊接性良好； 問題：腐蝕、焊接熱裂紋、鐵素體含量的控制、脆化等問題：腐蝕、焊接熱裂紋、鐵素體含量的控制、脆化等 （1 1）焊接接頭的晶間腐蝕）焊接接頭的晶間腐

22、蝕焊接接頭的晶間腐蝕區(qū)焊接接頭的晶間腐蝕區(qū) A A、焊縫區(qū)腐蝕、焊縫區(qū)腐蝕 焊態(tài)下已有焊態(tài)下已有CrCr2323C C6 6析出，如多層焊的重復(fù)加熱區(qū)域析出，如多層焊的重復(fù)加熱區(qū)域 接頭在焊態(tài)下無貧鉻層，焊后經(jīng)敏化處理，有發(fā)生傾向接頭在焊態(tài)下無貧鉻層，焊后經(jīng)敏化處理，有發(fā)生傾向理論最敏感溫度：理論最敏感溫度：400-800400-800，原因：，原因：低于低于400400，C C活動(dòng)能力弱，活動(dòng)能力弱， CrCr2323C C6 6析出困難析出困難高于高于800800，鉻的活動(dòng)能力增強(qiáng)，使貧鉻層消失，鉻的活動(dòng)能力增強(qiáng)，使貧鉻層消失 實(shí)際由于接頭處于焊接的快速連續(xù)冷卻過程中，實(shí)際由于接頭處于焊接

23、的快速連續(xù)冷卻過程中， CrCr2323C C6 6析出需更高析出需更高的溫度，接頭的敏化溫度為：的溫度，接頭的敏化溫度為：600-1000600-1000。預(yù)防措施：預(yù)防措施： 降低母材和焊縫中的含碳量降低母材和焊縫中的含碳量 ：將鋼中的碳降低到小于或等于將鋼中的碳降低到小于或等于其室溫時(shí)在其室溫時(shí)在相中的溶解度，這樣在加熱時(shí)就不會(huì)有或很少有相中的溶解度，這樣在加熱時(shí)就不會(huì)有或很少有CrCr2323C C6 6析出，從而從根本上避免了貧鉻層的形成。如析出，從而從根本上避免了貧鉻層的形成。如 00Crl9Ni1000Crl9Ni10、00Crl8Nil0N00Crl8Nil0N及焊絲及焊絲H0

24、0Crl9Nil2Mo2 H00Crl9Nil2Mo2 在鋼中加入穩(wěn)定的碳化物形成元素在鋼中加入穩(wěn)定的碳化物形成元素（鈦、鈮、鉭等）：如鈦、鈮、鉭等）：如0Crl8Ni11Ti0Crl8Ni11Ti、0Crl8Ni11Nb0Crl8Ni11Nb及焊絲及焊絲H0Cr20Ni10TiH0Cr20Ni10Ti、H0Cr20Ni10NbH0Cr20Ni10Nb等等 焊后進(jìn)行固溶處理焊后進(jìn)行固溶處理：固溶處理可使已經(jīng)析出的固溶處理可使已經(jīng)析出的CrCr2323C C6 6重溶于奧重溶于奧氏體中。氏體中。 固溶處理：固溶處理：T T1050-11501050-1150 此方法對大型復(fù)雜零部件有一定的困難，

25、處理后再次在敏化溫度此方法對大型復(fù)雜零部件有一定的困難，處理后再次在敏化溫度范圍加熱，仍然會(huì)形成貧鉻層范圍加熱，仍然會(huì)形成貧鉻層 。 改變焊縫的組織狀態(tài)：改變焊縫的組織狀態(tài)：使焊縫由單一的使焊縫由單一的相改變?yōu)橄喔淖優(yōu)?雙相。雙相。原因：原因：相可以打亂粗大的柱狀樹枝晶，使面積較小而直的晶界變?yōu)榍嗫梢源騺y粗大的柱狀樹枝晶，使面積較小而直的晶界變?yōu)榍鄣木Ы?，從而破壞腐蝕通道；折的晶界，從而破壞腐蝕通道； 鉻在鉻在相中溶解度大，有良好的供鉻條件，從而減少貧鉻層形成。相中溶解度大，有良好的供鉻條件，從而減少貧鉻層形成。 相量：相量： 4 4-12-12 ，最好，最好5 5左右。左右。相過多：相過

26、多： 有脆化傾向，過量有脆化傾向，過量存在多層焊時(shí)易形成存在多層焊時(shí)易形成相；相； 因因相與相與相之電極電位不同，還會(huì)引起選擇性腐蝕。相之電極電位不同，還會(huì)引起選擇性腐蝕。 穩(wěn)定化處理：穩(wěn)定化處理：T T1050-11501050-1150，讓全部溶于固溶體并形成穩(wěn)定碳，讓全部溶于固溶體并形成穩(wěn)定碳化物化物 操作上：操作上：盡量采用窄焊縫，多道多層焊，焊接區(qū)快速冷卻，焊縫盡量采用窄焊縫，多道多層焊，焊接區(qū)快速冷卻，焊縫背面可用純銅墊背面可用純銅墊 B B、HAZHAZ敏化區(qū)敏化區(qū)在焊接熱影響區(qū)峰值溫度處于敏化溫度區(qū)間的部位所發(fā)生的腐蝕在焊接熱影響區(qū)峰值溫度處于敏化溫度區(qū)間的部位所發(fā)生的腐蝕 溫

27、度范圍：溫度范圍：600-1000 600-1000 普通的普通的18-818-8鋼才有敏化區(qū)，含鋼才有敏化區(qū)，含TiTi、NbNb的和超低碳的的和超低碳的18-818-8鋼不易出鋼不易出現(xiàn)現(xiàn)防治措施：防治措施： 采用含鈦、鈮或低碳采用含鈦、鈮或低碳18-818-8鋼鋼 選用較低線能量、快速冷卻的工藝選用較低線能量、快速冷卻的工藝 采用固溶處理或穩(wěn)定化退火采用固溶處理或穩(wěn)定化退火C C、刀狀腐蝕、刀狀腐蝕發(fā)生部位：在熔合區(qū)產(chǎn)生的晶間腐蝕發(fā)生部位：在熔合區(qū)產(chǎn)生的晶間腐蝕發(fā)生材質(zhì)：含有鈮、鈦的發(fā)生材質(zhì)：含有鈮、鈦的18-8鋼的過熱區(qū)，如鋼的過熱區(qū)，如0Cr18Ni11Ti、0Cr18Ni11Nb等

28、，超低碳時(shí)也不容易發(fā)生。等，超低碳時(shí)也不容易發(fā)生。 產(chǎn)生原因：產(chǎn)生原因： 焊接時(shí)，過熱區(qū)的峰值溫度高達(dá)焊接時(shí)，過熱區(qū)的峰值溫度高達(dá)1200以上，鋼中的以上，鋼中的TiC溶人奧氏體，分解出的碳在冷卻過程中偏聚在晶界形成過飽和溶人奧氏體，分解出的碳在冷卻過程中偏聚在晶界形成過飽和狀態(tài)，而鈦則因擴(kuò)散能力遠(yuǎn)比碳低而留于晶內(nèi)。當(dāng)接頭在敏化狀態(tài)，而鈦則因擴(kuò)散能力遠(yuǎn)比碳低而留于晶內(nèi)。當(dāng)接頭在敏化溫度區(qū)間（溫度區(qū)間（450-850）再次加熱，過飽和的碳在晶間以）再次加熱，過飽和的碳在晶間以Cr23C6形式析出，在晶界形成貧鉻層，使耐腐蝕能力降低。形式析出，在晶界形成貧鉻層，使耐腐蝕能力降低。 產(chǎn)生條件：高溫加

29、熱產(chǎn)生條件：高溫加熱+ +中溫敏化相繼作用中溫敏化相繼作用（1 1）降低含碳量：）降低含碳量：一般要求一般要求WC0.06%WC0.06% （2 2）減少近縫區(qū)的過熱）減少近縫區(qū)的過熱: :選用小線能量選用小線能量 （3 3）避免在敏化溫度下工作）避免在敏化溫度下工作（4 4）焊后熱處理：）焊后熱處理：固溶處理、穩(wěn)定化處理。固溶處理、穩(wěn)定化處理。（5 5）合理安排焊接順序：）合理安排焊接順序：與腐蝕介質(zhì)接觸的焊縫應(yīng)盡可能最后焊與腐蝕介質(zhì)接觸的焊縫應(yīng)盡可能最后焊接。與腐蝕介質(zhì)接觸的焊縫無法最后焊接時(shí)應(yīng)調(diào)整焊接參數(shù)，使接。與腐蝕介質(zhì)接觸的焊縫無法最后焊接時(shí)應(yīng)調(diào)整焊接參數(shù)，使后焊焊縫的敏化區(qū)不要與第

30、一面焊縫表面的過熱區(qū)重合。后焊焊縫的敏化區(qū)不要與第一面焊縫表面的過熱區(qū)重合。 （2 2）應(yīng)力腐蝕開裂）應(yīng)力腐蝕開裂導(dǎo)熱性差、線脹系數(shù)大，焊接殘余應(yīng)力大導(dǎo)熱性差、線脹系數(shù)大，焊接殘余應(yīng)力大介質(zhì)：氯化物、氟化物介質(zhì)：氯化物、氟化物防止措施防止措施A、選擇合適的材料、選擇合適的材料B、消除產(chǎn)品殘余應(yīng)力、消除產(chǎn)品殘余應(yīng)力 C、改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和加工工藝、改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和加工工藝 D、進(jìn)行防腐蝕處理，保護(hù)奧氏體不銹鋼表面的鈍化膜、進(jìn)行防腐蝕處理，保護(hù)奧氏體不銹鋼表面的鈍化膜（3 3）點(diǎn)腐蝕）點(diǎn)腐蝕 含含MoMo鋼耐點(diǎn)蝕能力強(qiáng)；鋼耐點(diǎn)蝕能力強(qiáng)；TIGTIG自熔焊接所形成焊縫易形成點(diǎn)蝕。自熔焊接所形成焊縫易形成點(diǎn)

31、蝕。 產(chǎn)生部位：焊縫中的不完全混合區(qū)產(chǎn)生部位：焊縫中的不完全混合區(qū) 預(yù)防措施：預(yù)防措施： A A、不進(jìn)行自熔焊接；、不進(jìn)行自熔焊接； B B、焊接材料與母材、焊接材料與母材“超合金化超合金化”匹配；匹配； C C、考慮木材的稀釋作用，以保證足夠的合金含量；、考慮木材的稀釋作用，以保證足夠的合金含量； D D、提高、提高NiNi含量，必要時(shí)用含量，必要時(shí)用NiNi基合金焊材?；辖鸷覆?。（4 4）熱裂紋）熱裂紋焊縫中主要是結(jié)晶裂紋，熱影響區(qū)及多層焊層間金屬，則多焊縫中主要是結(jié)晶裂紋，熱影響區(qū)及多層焊層間金屬，則多為高溫液化裂紋。為高溫液化裂紋。 產(chǎn)生原因：產(chǎn)生原因： A A、奧氏體鋼是單相組織，

32、焊縫從凝固冷卻到室溫不發(fā)生、奧氏體鋼是單相組織，焊縫從凝固冷卻到室溫不發(fā)生相變很容易形成方向性很強(qiáng)的粗大柱狀晶組織相變很容易形成方向性很強(qiáng)的粗大柱狀晶組織 B B、奧氏體鋼中合金元素的品種多，數(shù)量大，不僅硫、磷、奧氏體鋼中合金元素的品種多，數(shù)量大，不僅硫、磷等雜質(zhì)會(huì)與鐵形成低熔點(diǎn)共晶，合金元素之間或與雜質(zhì)間作等雜質(zhì)會(huì)與鐵形成低熔點(diǎn)共晶，合金元素之間或與雜質(zhì)間作用也可形成低熔點(diǎn)化合物或共晶。用也可形成低熔點(diǎn)化合物或共晶。 C C、熱導(dǎo)率低，熱膨脹系數(shù)大，局部加熱時(shí)溫度分布不均、熱導(dǎo)率低，熱膨脹系數(shù)大，局部加熱時(shí)溫度分布不均勻，收縮量大等都將使接頭在冷卻過程中產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力。勻，收縮量大等都將使

33、接頭在冷卻過程中產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力。 防止措施：防止措施：A A、控制鋼材中的硫磷含量，含鎳量越高，控制越嚴(yán)；控制鋼材中的硫磷含量，含鎳量越高，控制越嚴(yán)；B B、合理進(jìn)行合金化合理進(jìn)行合金化 ：如在單相穩(wěn)定奧氏體鋼中適當(dāng)增加：如在單相穩(wěn)定奧氏體鋼中適當(dāng)增加MnMn、C C、N N的含量，可以改善抗裂性（的含量，可以改善抗裂性（合金中有合金中有CuCu時(shí)，時(shí)，MnMn與與CuCu共存將促進(jìn)偏析共存將促進(jìn)偏析而使裂紋增加，此時(shí)不能提高含而使裂紋增加，此時(shí)不能提高含MnMn量量 ） ；對；對18-818-8不銹鋼，當(dāng)焊接不銹鋼，當(dāng)焊接材料的材料的Cr/Ni1.6Cr/Ni1.6時(shí)，易產(chǎn)生熱裂紋，時(shí)，易

34、產(chǎn)生熱裂紋，Cr/Ni=2.3-3.2Cr/Ni=2.3-3.2時(shí)，可防止熱時(shí)，可防止熱裂紋。裂紋。 C C、工藝上：減少熔池過熱和接頭的殘余應(yīng)力，如小線能量、不預(yù)工藝上：減少熔池過熱和接頭的殘余應(yīng)力，如小線能量、不預(yù) 熱、降低層間溫度。熱、降低層間溫度。 D D、控制焊縫化學(xué)成分，獲得雙相組織：控制焊縫化學(xué)成分，獲得雙相組織：+ + （5%5%左右）左右）。原因：原因：（1 1）打亂打亂A A方向性，細(xì)化晶粒，低熔點(diǎn)雜質(zhì)被方向性，細(xì)化晶粒，低熔點(diǎn)雜質(zhì)被分散和隔開，避分散和隔開，避免低熔點(diǎn)雜質(zhì)呈連續(xù)網(wǎng)狀分布，阻礙熱裂紋擴(kuò)展和延伸；免低熔點(diǎn)雜質(zhì)呈連續(xù)網(wǎng)狀分布，阻礙熱裂紋擴(kuò)展和延伸；（2 2）能溶

35、解較多的能溶解較多的S S、P P，使其在晶界上數(shù)量大大減少，提高抗裂，使其在晶界上數(shù)量大大減少，提高抗裂能力。能力。2 2、焊接工藝要點(diǎn)、焊接工藝要點(diǎn)（1 1）焊前準(zhǔn)備）焊前準(zhǔn)備 A A、下料方法的選擇：、下料方法的選擇： 機(jī)械切割、等離子弧切割及碳弧氣刨等，機(jī)械切割、等離子弧切割及碳弧氣刨等，最好等離子弧切割；最好等離子弧切割； B B、坡口的制備、坡口的制備 適當(dāng)減小適當(dāng)減小V V形坡口角度。當(dāng)板厚大于形坡口角度。當(dāng)板厚大于10mm10mm時(shí)，應(yīng)時(shí)，應(yīng)盡量選用焊縫截面較小的盡量選用焊縫截面較小的U U形坡口。；形坡口。； C C、焊前清理、焊前清理 將坡口兩側(cè)將坡口兩側(cè)20mm20mm3

36、0mm30mm范圍內(nèi)的焊件表面清理干凈，范圍內(nèi)的焊件表面清理干凈，如有油污，可用丙酮或酒精等有機(jī)溶劑擦拭。對表面質(zhì)量要求特別高如有油污，可用丙酮或酒精等有機(jī)溶劑擦拭。對表面質(zhì)量要求特別高的焊件，應(yīng)在適當(dāng)范圍內(nèi)涂上用白堊調(diào)制的糊漿，以防飛濺金屬損傷的焊件，應(yīng)在適當(dāng)范圍內(nèi)涂上用白堊調(diào)制的糊漿，以防飛濺金屬損傷表面。表面。 D D、表面防護(hù)、表面防護(hù) 避免損傷鋼材表面，不允許用利器劃傷鋼板表面，避免損傷鋼材表面，不允許用利器劃傷鋼板表面，不允許隨意到處引弧等不允許隨意到處引弧等 （2 2）焊接方法）焊接方法 焊接奧氏體不銹鋼時(shí)，應(yīng)控制焊接熱輸入和層間溫度，以防止熱影焊接奧氏體不銹鋼時(shí)，應(yīng)控制焊接熱輸

37、入和層間溫度，以防止熱影響區(qū)晶粒長大及碳化物析出，應(yīng)根據(jù)具體焊接性和使用要求選擇：響區(qū)晶粒長大及碳化物析出，應(yīng)根據(jù)具體焊接性和使用要求選擇： A A、焊條電弧焊、焊條電弧焊 同樣直徑的焊條，焊接電流值應(yīng)比低碳鋼焊條降低同樣直徑的焊條，焊接電流值應(yīng)比低碳鋼焊條降低20%20%左右左右 ；焊條；焊條長度應(yīng)比碳素鋼焊條短；采用直流反接施焊長度應(yīng)比碳素鋼焊條短；采用直流反接施焊 ；多層焊時(shí)，待上一層焊；多層焊時(shí)，待上一層焊道冷到道冷到6060以下再焊下一層焊道，以防晶間腐蝕以下再焊下一層焊道，以防晶間腐蝕 ；在焊接過程中，應(yīng)；在焊接過程中，應(yīng)注意提高焊接速度，同時(shí)焊條不作橫向擺動(dòng)。注意提高焊接速度，同

38、時(shí)焊條不作橫向擺動(dòng)。 B B、熔化極惰性氣體保護(hù)焊、熔化極惰性氣體保護(hù)焊 一般采用直流反接法一般采用直流反接法 ，焊接電流為相同直徑的碳鋼焊絲的，焊接電流為相同直徑的碳鋼焊絲的8080 ；保護(hù)氣體可用純保護(hù)氣體可用純ArAr，ArArO O2 2（COCO2 2）或）或ArAr十十HeHe十十COCO2 2混合氣混合氣 ；板厚；板厚6-6-25mm25mm用噴射過渡，用噴射過渡，6mm6mm用短路過渡。用短路過渡。 CO CO2 2氣體保護(hù)焊不適合焊接氣體保護(hù)焊不適合焊接A A不銹鋼，因?yàn)椴讳P鋼，因?yàn)镃OCO2 2焊接時(shí)使焊縫增碳焊接時(shí)使焊縫增碳（Cr+ COCr+ CO2 2=Cr=Cr2

39、2O O3 3+C+C） C C、鎢極氬弧焊、鎢極氬弧焊 焊縫成形好，線能量很低，特別適合焊接對過熱敏感的各種奧氏焊縫成形好，線能量很低，特別適合焊接對過熱敏感的各種奧氏體鋼；一般采用直流正接，以防止因電極過熱而造成焊縫中滲鎢的現(xiàn)體鋼；一般采用直流正接，以防止因電極過熱而造成焊縫中滲鎢的現(xiàn)象象 ；但因生產(chǎn)效率較低、成本高，一船只用于焊接；但因生產(chǎn)效率較低、成本高，一船只用于焊接6mm6mm以下的薄板以下的薄板 。D D、埋弧焊、埋弧焊 埋弧焊具有熱輸入量高、熔池尺寸大、冷卻和凝固速度較低等特埋弧焊具有熱輸入量高、熔池尺寸大、冷卻和凝固速度較低等特點(diǎn)，加劇了合金元素的偏析，使熱裂紋傾向加大；同時(shí)

40、，在冷卻過程點(diǎn)，加劇了合金元素的偏析，使熱裂紋傾向加大；同時(shí)，在冷卻過程中還可能因在敏化溫度區(qū)間停留時(shí)間較長，導(dǎo)致耐晶間腐蝕能力下降。中還可能因在敏化溫度區(qū)間停留時(shí)間較長，導(dǎo)致耐晶間腐蝕能力下降。應(yīng)用不如在低合金鋼焊接中那樣普遍。應(yīng)用不如在低合金鋼焊接中那樣普遍。 （3 3）焊接材料選擇）焊接材料選擇A A、適用性原則、適用性原則B B、注重實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、注重實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證C C、考慮熔合比大小對焊縫成分的影響、考慮熔合比大小對焊縫成分的影響D D、根據(jù)焊接性要求確定合金化程度、根據(jù)焊接性要求確定合金化程度E E、注重具體合金成分在該合金系統(tǒng)中的作用、注重具體合金成分在該合金系統(tǒng)中的作用 對于工作在高溫

41、條件下的奧氏體不銹鋼，填充材料選擇對于工作在高溫條件下的奧氏體不銹鋼，填充材料選擇的原則是在無裂紋的前提下，保證焊縫金屬的熱強(qiáng)性與母的原則是在無裂紋的前提下，保證焊縫金屬的熱強(qiáng)性與母材基本相同，這就要求其合金成分大致與母材成分匹配，材基本相同，這就要求其合金成分大致與母材成分匹配，同時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮焊縫金屬中鐵素體含量的控制。同時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮焊縫金屬中鐵素體含量的控制。 對在腐蝕介質(zhì)下工作的奧氏體不銹鋼，主要按腐蝕介質(zhì)對在腐蝕介質(zhì)下工作的奧氏體不銹鋼，主要按腐蝕介質(zhì)和耐腐蝕性要求來選擇焊接材料，一般選用與母材成分相和耐腐蝕性要求來選擇焊接材料，一般選用與母材成分相同或相近的焊接材料。同或相近的焊接材料。

42、 腐蝕性弱或僅為避免銹蝕污染的設(shè)備，可選用含腐蝕性弱或僅為避免銹蝕污染的設(shè)備，可選用含TiTi或或NbNb等穩(wěn)定化元素或超低碳焊接材料；對于耐酸腐蝕性能較高等穩(wěn)定化元素或超低碳焊接材料；對于耐酸腐蝕性能較高的工件，常選用含的工件，常選用含MoMo的焊接材料。的焊接材料。（4 4）焊接工藝要點(diǎn)）焊接工藝要點(diǎn) A A、合理選擇焊接方法，藥芯焊絲電弧焊最好，不銹鋼薄板宜用、合理選擇焊接方法，藥芯焊絲電弧焊最好，不銹鋼薄板宜用TIGTIG焊，厚板用氣保焊；焊，厚板用氣保焊； B B、控制焊接參數(shù)，避免接頭產(chǎn)生過熱：如熱輸入比焊接碳鋼時(shí)小、控制焊接參數(shù)，避免接頭產(chǎn)生過熱：如熱輸入比焊接碳鋼時(shí)小20-30

43、%20-30%；焊接時(shí)采用小電流、窄道快速焊，；焊接時(shí)采用小電流、窄道快速焊，I=I=（25-3525-35）d d， ；焊完進(jìn)行；焊完進(jìn)行強(qiáng)制冷卻（加墊板、水冷等）；避免交叉焊縫；多層焊時(shí)使層間溫度冷強(qiáng)制冷卻（加墊板、水冷等）；避免交叉焊縫；多層焊時(shí)使層間溫度冷卻到卻到6060以下再焊下一道。以下再焊下一道。 C C、注意焊接接頭設(shè)計(jì)的合理性，、注意焊接接頭設(shè)計(jì)的合理性，A A鋼焊接時(shí)選擇同質(zhì)材料，坡口一鋼焊接時(shí)選擇同質(zhì)材料，坡口一般般6060。，選擇鎳基材料做焊材時(shí)，坡口需增大。，選擇鎳基材料做焊材時(shí)，坡口需增大8080。 D D、盡可能控制焊接工藝穩(wěn)定以保證焊縫金屬成分穩(wěn)定；、盡可能控制

44、焊接工藝穩(wěn)定以保證焊縫金屬成分穩(wěn)定； E E、控制焊縫成形，保證焊件表面完好無損，焊接時(shí)要避免焊件碰撞、控制焊縫成形，保證焊件表面完好無損，焊接時(shí)要避免焊件碰撞損傷和在焊件表面進(jìn)行引弧，造成局部損傷影響其耐蝕性。損傷和在焊件表面進(jìn)行引弧，造成局部損傷影響其耐蝕性。 F F、焊后熱處理、焊后熱處理 奧氏體不銹鋼焊接后，原則上不進(jìn)行熱處理。只在奧氏體不銹鋼焊接后，原則上不進(jìn)行熱處理。只在焊接接頭產(chǎn)生了脆化要進(jìn)一步提高其耐蝕能力時(shí)，才根據(jù)需要選擇固溶焊接接頭產(chǎn)生了脆化要進(jìn)一步提高其耐蝕能力時(shí)，才根據(jù)需要選擇固溶處理、穩(wěn)定化處理或消除應(yīng)力處理。處理、穩(wěn)定化處理或消除應(yīng)力處理。 G G、焊后焊接變形不能

45、用火焰加熱矯正、焊后焊接變形不能用火焰加熱矯正 （5 5）焊縫的酸洗及鈍化處理）焊縫的酸洗及鈍化處理 酸洗：酸洗：去除焊縫及熱影響區(qū)表面的氧化皮；去除焊縫及熱影響區(qū)表面的氧化皮； 鈍化：鈍化：使酸洗的表面重新形成一層無色的致密氧化膜，起耐腐蝕作使酸洗的表面重新形成一層無色的致密氧化膜，起耐腐蝕作用。用。 酸洗前須進(jìn)行表面清理及修補(bǔ)，包括修補(bǔ)表面損傷、徹底清除焊縫酸洗前須進(jìn)行表面清理及修補(bǔ)，包括修補(bǔ)表面損傷、徹底清除焊縫表面殘?jiān)昂缚p附近表面的飛濺物。表面殘?jiān)昂缚p附近表面的飛濺物。（6 6）焊后檢驗(yàn)）焊后檢驗(yàn) 焊后除了要進(jìn)行一般焊接缺陷的檢驗(yàn)外，還要進(jìn)行耐蝕性試驗(yàn)。焊后除了要進(jìn)行一般焊接缺陷的

46、檢驗(yàn)外，還要進(jìn)行耐蝕性試驗(yàn)。 1 1、焊接性分析、焊接性分析高鉻鐵素體鋼的焊接性比奧氏體鋼差些，焊接中主要的問題是脆化和晶間高鉻鐵素體鋼的焊接性比奧氏體鋼差些，焊接中主要的問題是脆化和晶間腐蝕傾向，而脆化往往又會(huì)導(dǎo)致接頭產(chǎn)生裂紋。腐蝕傾向，而脆化往往又會(huì)導(dǎo)致接頭產(chǎn)生裂紋。A A、晶間腐蝕、晶間腐蝕原因：原因：CrCr2323C C6 6析出后形成貧鉻層析出后形成貧鉻層 區(qū)域：區(qū)域：熔合線附近（熔合線附近（10001000以上），而且只有在快冷的條件下才會(huì)發(fā)生。以上），而且只有在快冷的條件下才會(huì)發(fā)生。 碳在碳在相中的溶解度比在相中的溶解度比在相中小得多，而擴(kuò)散速度大，快冷時(shí)鉻來不及相中小得多，而

47、擴(kuò)散速度大，快冷時(shí)鉻來不及擴(kuò)散均化，貧鉻層無法消除擴(kuò)散均化，貧鉻層無法消除 ； 鋼中加入鋼中加入TiTi、NbNb等穩(wěn)定劑，可有效地防讓晶間腐蝕等穩(wěn)定劑，可有效地防讓晶間腐蝕 消除：消除：經(jīng)經(jīng)650-850650-850加熱并緩冷加熱并緩冷 B B、脆化、脆化晶粒粗大導(dǎo)致脆化：晶粒粗大導(dǎo)致脆化：鐵素體鋼加熱時(shí)無固態(tài)相變，因此晶粒一旦粗化，無鐵素體鋼加熱時(shí)無固態(tài)相變，因此晶粒一旦粗化，無法用熱處理消除。法用熱處理消除。 預(yù)防：預(yù)防：小的線能量小的線能量 ，母材和焊縫中加入適量的，母材和焊縫中加入適量的TiTi、NbNb、A1A1等能夠細(xì)化晶等能夠細(xì)化晶粒的元素粒的元素高溫脆化：高溫脆化：F F不

48、銹鋼焊接接頭加熱至不銹鋼焊接接頭加熱至950-1000950-1000以上后激冷至室溫，以上后激冷至室溫，HAZHAZ的塑、韌性顯著下降的現(xiàn)象。的塑、韌性顯著下降的現(xiàn)象。C C、N N含量越高，冷卻速度越快，脆化越嚴(yán)重。含量越高，冷卻速度越快，脆化越嚴(yán)重。 消除：重新加熱到消除：重新加熱到750-850750-850 475475脆性脆性 ：高鉻鋼在高鉻鋼在475475附近加熱時(shí)可能產(chǎn)生，脆化程度與在此溫度附近加熱時(shí)可能產(chǎn)生，脆化程度與在此溫度區(qū)間停留的時(shí)間有關(guān)。時(shí)間越長，脆化越嚴(yán)重。區(qū)間停留的時(shí)間有關(guān)。時(shí)間越長，脆化越嚴(yán)重。預(yù)防：避免焊接區(qū)在預(yù)防：避免焊接區(qū)在450-525450-525溫度

49、范圍內(nèi)停留時(shí)間過長溫度范圍內(nèi)停留時(shí)間過長 ；在；在700-800700-800短時(shí)加熱后水冷，可以消除短時(shí)加熱后水冷，可以消除475475脆性脆性相脆化：相脆化：含鉻量大于含鉻量大于2 2 1%1%的的F F不銹鋼，在不銹鋼，在520-820520-820長時(shí)間加熱，將析出長時(shí)間加熱，將析出相；其形成與焊縫金屬化學(xué)成分、組織、加熱溫度、保溫時(shí)間等有關(guān)相；其形成與焊縫金屬化學(xué)成分、組織、加熱溫度、保溫時(shí)間等有關(guān)C C、冷裂紋、冷裂紋高鉻鐵素體鋼在室溫下韌性很低，很容易在冷卻到室溫時(shí)產(chǎn)生冷裂紋高鉻鐵素體鋼在室溫下韌性很低，很容易在冷卻到室溫時(shí)產(chǎn)生冷裂紋 預(yù)防：低溫預(yù)熱預(yù)防：低溫預(yù)熱2 2、焊接工藝

50、要點(diǎn)、焊接工藝要點(diǎn)A A、焊接方法：可用焊條電弧焊、焊接方法：可用焊條電弧焊、MIGMIG、TIGTIG、埋弧焊等，但為防止、埋弧焊等，但為防止F F晶粒長晶粒長大，必須控制熱輸入；大，必須控制熱輸入；B B、焊接材料、焊接材料同質(zhì)同質(zhì)F F型：型：焊縫與母材顏色和形貌相同，線膨脹系數(shù)和耐蝕性相同；但焊縫焊縫與母材顏色和形貌相同，線膨脹系數(shù)和耐蝕性相同；但焊縫金屬為粗大金屬為粗大F F，韌性差；，韌性差；A A型：型：塑性較好，但焊縫顏色和性能與母材不同，耐蝕性比母材低，且此時(shí)塑性較好，但焊縫顏色和性能與母材不同，耐蝕性比母材低，且此時(shí)焊后不能退火處理（焊后不能退火處理（因退火溫度處于因退火溫

51、度處于A A鋼敏化溫度區(qū)間，同時(shí)應(yīng)力難消除鋼敏化溫度區(qū)間，同時(shí)應(yīng)力難消除）鎳基合金：鎳基合金：塑性較好塑性較好高溫下工作的高溫下工作的F F鋼。必須采用同質(zhì)材料鋼。必須采用同質(zhì)材料 C C、為了減小、為了減小475475脆化，避免焊接時(shí)產(chǎn)生裂紋，焊前可以預(yù)熱，脆化，避免焊接時(shí)產(chǎn)生裂紋，焊前可以預(yù)熱，預(yù)熱溫度為預(yù)熱溫度為100100200200（過高會(huì)使晶粒粗大過高會(huì)使晶粒粗大）。）。 D D、焊接時(shí)，盡量縮短在、焊接時(shí)，盡量縮短在430430480480之間的加熱或冷卻時(shí)間。之間的加熱或冷卻時(shí)間。 E E、為防止過熱，盡量減少熱輸入，例如焊接時(shí)采用小電流、快速、為防止過熱，盡量減少熱輸入，例如

52、焊接時(shí)采用小電流、快速焊，焊條最好不要擺動(dòng)，盡量減少焊縫截面，不要連續(xù)焊，即待前道焊，焊條最好不要擺動(dòng)，盡量減少焊縫截面，不要連續(xù)焊，即待前道焊縫冷卻到預(yù)熱溫度時(shí)再焊下一道焊縫，多層焊時(shí)要控制層間溫度。焊縫冷卻到預(yù)熱溫度時(shí)再焊下一道焊縫，多層焊時(shí)要控制層間溫度。 F F、對于厚度大的焊件，為減少焊接應(yīng)力，每道焊縫焊完后，可用、對于厚度大的焊件，為減少焊接應(yīng)力，每道焊縫焊完后，可用小錘輕輕敲擊。小錘輕輕敲擊。 G G、焊后常在、焊后常在750750850850之間退火處理，這種焊后熱處理可以改善之間退火處理，這種焊后熱處理可以改善接頭韌性及塑性，同時(shí)使過飽和的接頭韌性及塑性，同時(shí)使過飽和的C C

53、、N N完全析出，鉻可以補(bǔ)充到貧鉻完全析出，鉻可以補(bǔ)充到貧鉻區(qū)，恢復(fù)其耐蝕性。區(qū)，恢復(fù)其耐蝕性。1 1、焊接性分析：主要是冷裂紋和脆化、焊接性分析：主要是冷裂紋和脆化原因：原因： 馬氏體不銹鋼在焊接時(shí)有較大的晶粒粗化傾向，特別是多數(shù)馬氏體鋼馬氏體不銹鋼在焊接時(shí)有較大的晶粒粗化傾向，特別是多數(shù)馬氏體鋼其成分特點(diǎn)使其組織往往處在馬氏體其成分特點(diǎn)使其組織往往處在馬氏體鐵素體的邊界上。在冷卻速度較小鐵素體的邊界上。在冷卻速度較小時(shí)近縫區(qū)會(huì)出現(xiàn)粗大的鐵素體和碳化物組織，使其塑性和韌性顯著下降；時(shí)近縫區(qū)會(huì)出現(xiàn)粗大的鐵素體和碳化物組織，使其塑性和韌性顯著下降； 冷卻速度過大時(shí)，由于馬氏體不銹鋼具有較大的淬硬

54、傾向，會(huì)產(chǎn)生粗冷卻速度過大時(shí)，由于馬氏體不銹鋼具有較大的淬硬傾向，會(huì)產(chǎn)生粗大的馬氏體組織，使塑性和韌性下降。大的馬氏體組織，使塑性和韌性下降。 馬氏體不銹鋼導(dǎo)熱性差，焊接時(shí)的殘余應(yīng)力也大，容易產(chǎn)生冷裂紋。馬氏體不銹鋼導(dǎo)熱性差，焊接時(shí)的殘余應(yīng)力也大，容易產(chǎn)生冷裂紋。 有氫存在時(shí)，馬氏體不銹鋼還會(huì)產(chǎn)生更危險(xiǎn)的氫致延遲裂紋。鋼中碳有氫存在時(shí)，馬氏體不銹鋼還會(huì)產(chǎn)生更危險(xiǎn)的氫致延遲裂紋。鋼中碳含量越高，冷裂紋傾向也越大。含量越高，冷裂紋傾向也越大。 馬氏體不銹鋼也有馬氏體不銹鋼也有475475脆化，但馬氏體不銹鋼的晶間腐蝕傾向很小。脆化，但馬氏體不銹鋼的晶間腐蝕傾向很小。2 2、焊接工藝要點(diǎn)、焊接工藝要

55、點(diǎn)A A、同質(zhì)焊縫焊接時(shí)，為保證焊接接頭不產(chǎn)生裂紋，并具有良好的力學(xué)性同質(zhì)焊縫焊接時(shí)，為保證焊接接頭不產(chǎn)生裂紋，并具有良好的力學(xué)性能，在焊接時(shí)，應(yīng)進(jìn)行焊前預(yù)熱，一般預(yù)熱溫度在能，在焊接時(shí)，應(yīng)進(jìn)行焊前預(yù)熱，一般預(yù)熱溫度在100100400400之間。預(yù)之間。預(yù)熱溫度不能過高，否則熱溫度不能過高，否則A A粗大，導(dǎo)致接頭塑性和強(qiáng)度下降；粗大，導(dǎo)致接頭塑性和強(qiáng)度下降；B B、焊后熱處理是防止延遲裂紋和改善接頭性能的重要措施，通常在焊后熱處理是防止延遲裂紋和改善接頭性能的重要措施，通常在700700760760之間加熱空冷。之間加熱空冷。焊后熱處理需嚴(yán)格控制焊件溫度：焊后熱處理需嚴(yán)格控制焊件溫度： 如

56、從焊接溫度直接升溫進(jìn)行回火熱處理，此時(shí)如從焊接溫度直接升溫進(jìn)行回火熱處理，此時(shí)A A未完全轉(zhuǎn)變?yōu)槲赐耆D(zhuǎn)變?yōu)镸 M，導(dǎo)，導(dǎo)致致A A轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)镻 P，或碳化物沿，或碳化物沿A A晶界沉淀，產(chǎn)生粗大晶界沉淀，產(chǎn)生粗大F F和碳化物組織，降低接和碳化物組織，降低接頭韌性和耐蝕性；若空冷至室溫再進(jìn)行熱處理，頭韌性和耐蝕性；若空冷至室溫再進(jìn)行熱處理，M M不銹鋼會(huì)出現(xiàn)空氣淬應(yīng)不銹鋼會(huì)出現(xiàn)空氣淬應(yīng)傾向，使常溫塑性降低，同時(shí)傾向，使常溫塑性降低，同時(shí)A A繼續(xù)轉(zhuǎn)變?yōu)槔^續(xù)轉(zhuǎn)變?yōu)镸 M，使接頭又硬又脆。，使接頭又硬又脆。正確選擇：正確選擇：回火前使焊件適當(dāng)冷卻，讓焊縫和回火前使焊件適當(dāng)冷卻，讓焊縫和HAZH

57、AZ的的A A基本分解為基本分解為M M。C C、馬氏體不銹鋼常用的焊接方法是焊條電弧焊，還可以采用埋弧焊、馬氏體不銹鋼常用的焊接方法是焊條電弧焊，還可以采用埋弧焊、氬弧焊和氬弧焊和COCO2 2氣體保護(hù)焊等方法。焊前注意焊接材料的烘干（如焊條應(yīng)氣體保護(hù)焊等方法。焊前注意焊接材料的烘干（如焊條應(yīng)經(jīng)經(jīng)100100400400 烘干）。烘干）。D D、焊接材料焊接材料 馬氏體耐熱鋼通常要求采用含鉻量與母材基本相同的同質(zhì)填充焊馬氏體耐熱鋼通常要求采用含鉻量與母材基本相同的同質(zhì)填充焊絲或焊條。用奧氏體鋼焊條焊接馬氏體鋼實(shí)質(zhì)上屬于異種鋼的焊接，絲或焊條。用奧氏體鋼焊條焊接馬氏體鋼實(shí)質(zhì)上屬于異種鋼的焊接，

58、由于填充金屬與母材之間成分上存在的差異，對焊縫、熔合區(qū)的成分由于填充金屬與母材之間成分上存在的差異，對焊縫、熔合區(qū)的成分與組織，以及接頭的使用性能都帶來一些不小的影響。與組織，以及接頭的使用性能都帶來一些不小的影響。 1、焊接性分析、焊接性分析和奧氏體不銹鋼相比，雙相不銹鋼具有強(qiáng)度高、對晶間腐蝕不敏感、較好和奧氏體不銹鋼相比，雙相不銹鋼具有強(qiáng)度高、對晶間腐蝕不敏感、較好的耐點(diǎn)蝕性能的特點(diǎn)，并有優(yōu)良的耐應(yīng)力腐蝕性能。原因：的耐點(diǎn)蝕性能的特點(diǎn)，并有優(yōu)良的耐應(yīng)力腐蝕性能。原因：（1 1） + +雙相不銹鋼的屈服強(qiáng)度比雙相不銹鋼的屈服強(qiáng)度比18-818-8型奧氏體鋼高，在應(yīng)力相同時(shí)，型奧氏體鋼高，在應(yīng)

59、力相同時(shí)， + +雙相不銹鋼不易產(chǎn)生大的晶粒滑移現(xiàn)象，表面膜不易破裂，應(yīng)力腐雙相不銹鋼不易產(chǎn)生大的晶?；片F(xiàn)象，表面膜不易破裂，應(yīng)力腐蝕裂紋難以形成。蝕裂紋難以形成。（2 2） + +雙相不銹鋼耐點(diǎn)蝕能力強(qiáng)，不易形成點(diǎn)蝕，因而也就減少了以雙相不銹鋼耐點(diǎn)蝕能力強(qiáng)，不易形成點(diǎn)蝕，因而也就減少了以點(diǎn)蝕為起點(diǎn)的應(yīng)力腐蝕裂紋源。點(diǎn)蝕為起點(diǎn)的應(yīng)力腐蝕裂紋源。（3 3） + +兩相的腐蝕電極電位不同，裂紋在不同相和相界擴(kuò)散機(jī)制不同，兩相的腐蝕電極電位不同，裂紋在不同相和相界擴(kuò)散機(jī)制不同，必有對裂紋擴(kuò)展起阻止和抑制作用階段，此時(shí)裂紋發(fā)展極慢。必有對裂紋擴(kuò)展起阻止和抑制作用階段，此時(shí)裂紋發(fā)展極慢。（4 4） + +雙相鋼中第二相的存在，對應(yīng)力腐蝕裂紋的擴(kuò)展有機(jī)械屏障或雙相鋼中第二相的存在，對應(yīng)力腐蝕裂紋的擴(kuò)展有機(jī)械屏障或阻擋的作用。它可以阻止裂紋向前發(fā)展，也可以使擴(kuò)展中的裂紋改變方向，阻擋的作用。它可以阻止裂紋向前發(fā)展，也可以使擴(kuò)展中的裂紋改變方向，從而大大延長了應(yīng)力腐蝕裂紋的擴(kuò)展期。從而大大延長