浙江至德鋼業有限公司技術人員通過多年時間操作不銹鋼焊接經驗總結,認為影響奧氏體不銹鋼焊接接頭晶間腐蝕(shi)因素主要有以下幾點:


1. 熱溫度和(he)時間(jian)的影響


  18-8型不銹鋼或其焊縫金屬在溫度為450~850時間越長,晶間腐蝕越嚴重,通常把450~850℃的溫度區間稱之為敏化溫度(又稱危險溫度區)當18-8型不銹鋼材及其焊接接頭,熱影響區最高溫度低于600℃或高于1000℃時,通常不會產生晶間腐蝕敏化現象。


2. 焊(han)接條件(jian)的影響(xiang) 


   有(you)人曾進行(xing)過(guo)這(zhe)方面試(shi)(shi)驗,采(cai)用相同(tong)成(cheng)分的(de)(de)(de)(de)18-8型不銹(xiu)鋼鋼板,選(xuan)用相同(tong)的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)參(can)數施(shi)焊(han)(han)(han)(han)(han),其中(zhong)一批(pi)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)試(shi)(shi)件(jian)(jian)先放(fang)在-70℃冷卻(que)后,在預(yu)冷溫(wen)度下(xia)(xia)施(shi)焊(han)(han)(han)(han)(han);另一批(pi)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)試(shi)(shi)件(jian)(jian)預(yu)先在450℃爐中(zhong)加熱(re),然后預(yu)熱(re)到450℃狀態下(xia)(xia)施(shi)焊(han)(han)(han)(han)(han)。焊(han)(han)(han)(han)(han)后將(jiang)這(zhe)兩批(pi)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)試(shi)(shi)件(jian)(jian)加工成(cheng)相同(tong)尺寸(cun)的(de)(de)(de)(de)試(shi)(shi)樣(yang)放(fang)在70℃相同(tong)的(de)(de)(de)(de)腐蝕(shi)溶液中(zhong)分別保(bao)(bao)溫(wen)4h、6h、12h、24h。結(jie)果(guo)發現預(yu)先冷卻(que)至(zhi)-70℃的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)試(shi)(shi)樣(yang),即使保(bao)(bao)溫(wen)24h后也未(wei)發現任何腐蝕(shi)痕跡;而預(yu)熱(re)到450℃的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)試(shi)(shi)樣(yang),保(bao)(bao)溫(wen)12h已喪失了耐晶(jing)間腐蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)能力(li)。這(zhe)說明了敏化溫(wen)度下(xia)(xia)的(de)(de)(de)(de)停留時(shi)間對焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭的(de)(de)(de)(de)耐蝕(shi)性有(you)重要的(de)(de)(de)(de)影響。因(yin)此,對耐晶(jing)間腐蝕(shi)性能要求(qiu)很高(gao)且(qie)尺寸(cun)不大的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)構件(jian)(jian),預(yu)先冷卻(que)是一種可行(xing)的(de)(de)(de)(de)提高(gao)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭耐晶(jing)間腐蝕(shi)能力(li)的(de)(de)(de)(de)工藝措施(shi)。


3. 焊后熱(re)處(chu)理參(can)數的影響 


  用(yong)(yong)含鈦的18-8型不銹鋼(gang)板(ban)材焊(han)成幾組(zu)焊(han)接試(shi)件,用(yong)(yong)不同(tong)參數的熱處理(li)進行(xing)了對比試(shi)驗。


    a. 焊(han)后(hou)焊(han)接試樣不進行熱處(chu)理。


    b. 焊后(hou)將(jiang)焊接試(shi)樣放在(zai)爐(lu)內加熱,加熱到(dao)650℃,保溫2h,然后(hou)空冷(稱之敏化處理)。


    c. 焊后將焊接試樣(yang)放(fang)在爐內加(jia)熱(re),加(jia)熱(re)到880℃,保溫2h,然后空(kong)冷(稱之為穩定(ding)化處理(li))。


    d. 焊(han)后將焊(han)接試樣放在(zai)爐內加(jia)熱,加(jia)熱到1050℃,保溫(wen)30mm然后水冷(稱之固(gu)溶處(chu)理)。


  將(jiang)上(shang)述這批焊(han)接(jie)試(shi)樣(yang)放在同一腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)介質中進(jin)行晶(jing)間腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)試(shi)驗(yan)。從試(shi)驗(yan)結(jie)果可以(yi)看出:經(jing)敏化處(chu)理的(de)(de)焊(han)接(jie)試(shi)樣(yang)耐(nai)晶(jing)間腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)性能(neng)最差;焊(han)后沒(mei)有(you)進(jin)行熱處(chu)理的(de)(de)焊(han)接(jie)試(shi)樣(yang)次之(zhi);穩定化處(chu)理和固溶處(chu)理的(de)(de)焊(han)接(jie)試(shi)樣(yang),與沒(mei)有(you)熱處(chu)理的(de)(de)焊(han)接(jie)試(shi)樣(yang)相比,耐(nai)晶(jing)間腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)能(neng)力不僅沒(mei)有(you)降低反(fan)而提高(gao)了(le)所以(yi),為了(le)提高(gao)焊(han)接(jie)接(jie)頭耐(nai)晶(jing)間腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)能(neng)力,在工藝(yi)上(shang)可采(cai)用這兩種熱處(chu)理的(de)(de)方法(fa)。


4. 成(cheng)分和組(zu)織(zhi)對晶間腐蝕的影響


  焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)金(jin)屬(shu)(shu)的(de)晶(jing)(jing)間(jian)(jian)(jian)腐蝕(shi),除(chu)了上述因素(su)(su)(su)影響之外(wai),更(geng)主要地與其成(cheng)分(fen)和組織有關。若(ruo)18-8型不銹鋼焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)為純奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)組織,則比較容(rong)易(yi)形成(cheng)晶(jing)(jing)間(jian)(jian)(jian)腐蝕(shi)。如果(guo)(guo)焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)金(jin)屬(shu)(shu)中滲入適當的(de)鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)形成(cheng)元(yuan)素(su)(su)(su),就會(hui)使(shi)焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)金(jin)屬(shu)(shu)形成(cheng)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)-鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)雙(shuang)相組織。這(zhe)(zhe)時,在(zai)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)晶(jing)(jing)內以(yi)及晶(jing)(jing)粒與晶(jing)(jing)粒之間(jian)(jian)(jian)有一定數量的(de)鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti),它能(neng)(neng)分(fen)散或隔斷(duan)所形成(cheng)的(de)鉻(ge)的(de)碳化物(wu),使(shi)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)的(de)晶(jing)(jing)粒交界面上不會(hui)形成(cheng)連續(xu)的(de)網狀鉻(ge)的(de)碳化物(wu),從而可提高焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)金(jin)屬(shu)(shu)耐晶(jing)(jing)間(jian)(jian)(jian)腐蝕(shi)的(de)能(neng)(neng)力。這(zhe)(zhe)是在(zai)焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)金(jin)屬(shu)(shu)中加入鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)形成(cheng)元(yuan)素(su)(su)(su)的(de)又一種(zhong)效果(guo)(guo)。鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)形成(cheng)元(yuan)素(su)(su)(su)除(chu)鉻(ge)外(wai),還有鉬(mu)、釩、鎢、鈦、鈮、硅等。


  在18-8型不銹鋼焊縫金屬中,滲入某些強烈形成(cheng)碳(tan)(tan)化(hua)物(wu)元(yuan)素,如鈦、鈮、鉭、鋯等,同樣也能提高焊縫金屬抗(kang)晶間腐蝕能力。這(zhe)是由于這(zhe)些合(he)金元(yuan)素很(hen)容易與碳(tan)(tan)結合(he)成(cheng)很(hen)穩(wen)定(ding)的(de)(de)(de)碳(tan)(tan)化(hua)物(wu),從(cong)而使(shi)鉻的(de)(de)(de)碳(tan)(tan)化(hua)物(wu)大大減少(shao),在晶粒邊界就不會出現貧鉻現象,使(shi)焊縫金屬內部(bu)組織穩(wen)定(ding)。這(zhe)些能生成(cheng)碳(tan)(tan)化(hua)物(wu)的(de)(de)(de)合(he)金元(yuan)素,稱它們(men)為(wei)穩(wen)定(ding)化(hua)元(yuan)素。


  按照(zhao)貧鉻理論,最根(gen)本有(you)效的(de)方法是降低(di)焊縫金(jin)屬中(zhong)碳(tan)的(de)含(han)量,直到(dao)低(di)于(yu)它在奧氏體中(zhong)室溫附(fu)近的(de)溶(rong)解極限,以徹(che)底避免碳(tan)化物的(de)析出。這樣就不會有(you)貧鉻區帶,從而(er)就達(da)到(dao)了防止產生(sheng)晶(jing)間腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)目(mu)的(de)。采用(yong)超低(di)碳(tan)18-8型不銹(xiu)鋼(gang)材質,配備超低(di)碳(tan)18-8型不銹(xiu)鋼(gang)焊接材料(liao),其焊縫金(jin)屬抗晶(jing)間腐(fu)(fu)蝕(shi)能力得到(dao)提高(gao)。


  除(chu)上述因素(su)(su)外,對18-8型不(bu)(bu)銹(xiu)鋼焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)頭(tou)抗(kang)晶(jing)間腐(fu)(fu)蝕(shi)有影響(xiang)的(de)還有加(jia)工硬化。對不(bu)(bu)含(han)有穩定(ding)化元素(su)(su)的(de)18-8型不(bu)(bu)銹(xiu)鋼焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)頭(tou),受過冷變形后(hou),對不(bu)(bu)同(tong)腐(fu)(fu)蝕(shi)介質(zhi)的(de)抗(kang)晶(jing)間腐(fu)(fu)蝕(shi)性能(neng)均有所提高,但提高程(cheng)度(du)是各不(bu)(bu)相同(tong)的(de)。選擇不(bu)(bu)同(tong)的(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)方法和(he)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)工藝,通過對其焊(han)(han)縫(feng)金(jin)屬成分、組織(zhi)以(yi)及(ji)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)熱(re)循環的(de)調(diao)整,可對焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)頭(tou)抗(kang)晶(jing)間腐(fu)(fu)蝕(shi)產生一定(ding)的(de)影響(xiang)。