不锈钢的焊接性分析
0Cr18Ni9的焊接性分析
![0Cr18Ni9的焊接性分析](https://img.taocdn.com/s3/m/dd3c2701a7c30c22590102020740be1e650ecc73.png)
0Cr18Ni9的焊接性分析
1、0Cr18Ni9不锈钢的化学成分及力学性能
0Cr18Ni9不锈钢应符合GB4327—1992《不锈钢热轧钢板》的要求,其化学成分和力学性能分别见表1和表2。
表1 0Cr18Ni9不锈钢的化学成分
表2 0Cr18Ni9不锈钢的力学性能
2、焊缝中易出现的的问题及预防措施
0Cr18Ni9不锈钢焊接的主要问题是焊接的晶间腐蚀、应力腐蚀裂纹和焊接接头的热裂纹等。
(1)0Cr18Ni9不锈钢焊接接头的晶间腐蚀
0Cr18Ni9不锈钢焊接接头易在焊缝区、母材敏化区和刀蚀等部位产生晶间腐蚀。
为防止晶间腐蚀应尽量降低碳含量,使用碳含量下限的焊材。
采用较小的焊接热输入或强制冷以加快冷却速度。
(2)0Cr18Ni9不锈钢焊接接头的应力腐蚀开裂
应力腐蚀开裂是在拉应力和腐蚀的共同作用下产生的开裂。
0Cr18Ni9不锈钢热物理性能导热性差,线膨胀系数大,焊接残余应力较大。
因
此应尽量降低焊接残余应力、拉应力和严格控制层间温度。
(3)0Cr18Ni9不锈钢焊接接头的热裂纹
焊接时极易产生热裂纹,这是因为焊缝金属结晶期间存在较大拉应力,加之导热系数低和膨胀系数大,在焊接局部加热和冷却的条件下,焊接接头在冷却过程中可形成较大的拉应力。
严格控制焊缝金属的有害物质,采用较小的焊接热输入。
奥氏体不锈钢304焊接性评定实验报告
![奥氏体不锈钢304焊接性评定实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/b9aaa4df71fe910ef02df81a.png)
奥氏体不锈钢304焊接性评定试验报告奥氏体不锈钢304具有非常好的塑性和韧性,这决定了它具有良好的弯折、卷曲和冲压成型性,因而便于制成各种形状的构件、容器或管道;奥氏体型不锈钢304的耐腐蚀性能特别优良,是它获得最为广泛应用的根本原因。
也正是这样,在评价焊接质量时必然特别强调焊接接头的开裂倾向、焊接缺陷敏感性和耐晶间腐蚀等的能力。
本报告结合奥氏体不锈钢304的焊接特点,进行了手工钨极氩弧焊评定性试验,现就试验结果作一介绍一、奥氏体不锈钢的焊接特点:奥氏体不锈钢韧性、塑性好,焊接时不会发生淬火硬化,尽管其线膨胀系数比碳钢大得多,焊接过程中的弹塑性应力应变量很大,却极少出现冷裂纹;尽管有很强的加工硬化能力,由于焊接接头不存在淬火硬化区,所以,即使受焊接热影响而软化的区域,其抗拉强度仍然不低。
304钢的热胀冷缩特别大所带来的焊接性的问题,主要有两个:一是焊接热裂纹,这与奥氏体不锈钢的晶界特性和对某些微量杂质如硫、磷等敏感有关;二是焊接变形大。
1、焊接接头的热裂纹及其对策1.1焊接接头产生热裂纹的原因单相奥氏体组织的奥氏体型不锈钢焊接接头易发生焊接热裂纹,这种裂纹是在高温状态下形成的。
常见的裂纹形式有弧坑裂纹、热影响区裂纹、焊缝横向和纵向裂纹。
就裂纹的物理本质上讲,有凝固裂纹、液化裂纹和高温低塑性裂纹等多种。
奥氏体型不锈钢易产生焊接接头热裂纹的主要原因有以下几点:1)焊缝金属凝固期间存在较大的拉应力,这是产生凝固裂纹的必要条件。
由于奥氏体型不锈钢的热导率小,线膨胀系数大,在焊接区降温(收缩)期焊接接头必然要承受较大的拉应力,这也促成各种类型热裂纹的产生。
2)方向性强的焊缝柱状晶组织的存在,有利于有害杂质的偏析及晶间液态夹层的形成。
3)奥氏体不锈钢的品种多,母材及焊缝的合金组成比较复杂。
含镍量高的合金对硫和磷形成易熔共晶更为敏感,在某些钢中硅和铌等元素,也能形成有害的易熔晶间层。
1.2避免奥氏体型不锈钢焊接热裂纹的途径。
铁素体不锈钢430焊接性评定报告
![铁素体不锈钢430焊接性评定报告](https://img.taocdn.com/s3/m/2a132951844769eae109ed18.png)
铁素体不锈钢430焊接性评定试验报告一、铁素体不锈钢的焊接特点:1、要求低温预热高铬铁素体不锈钢在室温时韧性较低,焊接时焊接接头易形成高温脆化,在一定条件下可能产生裂纹。
通过预热,使焊接接头处于富有韧性的状态下施焊,能有效地防止裂纹的产生;但是焊接时的热循环又会使焊接接头近缝区的晶粒急剧长大粗化,而引起脆化。
为此,预热温度的选择要慎重,一般控制在100-200℃,随着母材金属中含铬量的提高,预热温度可相应提高。
但预热温度过高,也会使焊接接头过热而脆化。
2、475℃脆性的防止475℃脆性是高铬铁素体不锈钢焊接时的主要问题之一。
杂质对475℃脆性有促进作用,因此,需提高母材金属和熔敷金属的纯度,缩短铁素体不锈钢焊接接头在这个温度区间的停留时间,以防止475℃脆性的产生。
一旦出现475℃脆性,可以在600℃以上温度短时间加热,再以较快的速度冷却,给予消除。
3、焊接材料的选择对于可以焊前预热或焊后进行热处理的焊接构件,可选用与母材金属相同化学成分的焊接材料;对于不允许预热或焊后不能进行热处理的焊接构件,应选用奥氏体不锈钢焊接材料,以保证焊缝具有良好的塑性和韧性。
铁素体不锈钢的焊接方法通常采用焊条电弧焊、钨极氩弧焊、熔化极气体保护焊和埋弧焊等。
当采用同质的焊接材料时,焊缝金属呈粗大的铁素体组织,韧性很差。
通过焊后热处理,焊接接头的塑性可以得到改善,韧性略有提高。
用同质焊材焊成的焊缝其优点是:焊缝与母材有一样的颜色和形貌,相同的线膨胀系数和大体相似的耐蚀性,但抗裂性不高。
用异质奥氏体焊材所焊成的焊缝具有很好的塑性,应用较多,但要控制好母材金属对奥氏体焊缝的稀释。
用异质焊条施焊,通过“5、操作要点”可减少高温脆化和475℃脆化,防止裂纹的形成。
鉴于多方面的适应性,本次评定试验拟采用奥氏体不锈钢焊接材料,且考虑到铁素体不锈钢母材(高Cr无Ni)对焊接接头的稀释作用,决定选择较高Ni含量的ER308L焊丝。
4、焊后热处理对于同质材料焊成的铁素体不锈钢焊接接头,热处理的目的是使焊接接头组织均匀化,从而提高其塑性及耐蚀性。
奥氏体不锈钢的焊接性
![奥氏体不锈钢的焊接性](https://img.taocdn.com/s3/m/e31b73f8f7ec4afe05a1df91.png)
☺ 采用低碳焊条 ☺ 降低焊接电流 ☺ 加快焊接速度
7l Systems, LLC.
2.2 焊接热裂纹
2.2.1 焊接热裂纹
焊接热裂纹:焊接过程中,焊缝和热影响区金属冷 却到固相线附近的高温区时所产生的裂纹。
最常见的是焊缝凝固裂纹,又称结晶裂纹。
8l Systems, LLC.
当奥氏体不锈钢加热至450~850℃的敏化温度区时, 钢中的碳向奥氏体组织扩散沿晶界沉淀析出Cr23C6,致使晶 界边界层含Cr量低于12%,大大降低了不锈钢的耐腐蚀性和 焊缝强度。
6l Systems, LLC.
2.1 焊接接头晶间腐蚀
2.1.3 晶间腐蚀的危害
受腐蚀部位无尺寸上的变化,甚至仍旧保持金属泽, 不易察觉 受到应力作用时会沿晶界断裂,强度几乎完全消失 是一种最危险的破坏形式
奥氏体不锈钢的焊接性
2l Systems, LLC.
报告主要内容
• 奥氏体不锈钢 一.奥氏体不锈钢的焊接性
3l Systems, LLC.
一.奥氏体不锈钢
奥氏体不锈钢:在常温下具有奥氏体组织的不锈钢。 包括著名的18Cr-8Ni钢和在此基础上增加Cr、Ni含量 并加入Mo、Cu、Si、N、Ti等元素发展起来的高Cr-Ni 系列钢。;
焊缝脆化产生原因和防止方法
焊缝脆化:焊缝接头在工作时,其韧性和塑性没有达 到要求,导致发生脆断的现象。低温状态下尤为明显。
焊接时过大残余应力,使得奥氏体 焊缝产生“自生硬化”现象,降低了焊缝 的塑性和韧性 焊缝中铁素体的存在 采用限制热输入的办法,可以有效 防止焊缝脆化 采用纯奥氏体焊条
奥氏体不锈钢于1913年在德国问世,在各行各业中应 用非常广泛,占不锈钢总使用量的70%;
浅谈316L不锈钢的成份性能及焊接技术
![浅谈316L不锈钢的成份性能及焊接技术](https://img.taocdn.com/s3/m/1e9416cf7375a417876f8f80.png)
浅谈316L不锈钢的成份性能及焊接技术316L不锈钢有较强的耐高蚀性(氧化性酸、有机酸、气蚀),近年来在化工、石油行业中广泛应用,可是在焊接316L不锈钢时,往往产生晶间腐蚀以及相应的热裂纹,所以应该制定合理的焊接工艺以保证焊接质量。
标签:316L;焊接性;焊接技术为保证316L不锈钢在焊接过程中得到较好的焊缝接头避免产生晶间腐蚀和热裂纹。
笔者结合近年来对316L不锈钢的焊接进行扼要的阐述。
1 316L不锈钢成分及性能(1)在316不锈钢的基础上添加Mo(2~3%),得到优秀的耐蚀性和高温蠕变强度。
316L特点:1)经过冷轧之后的产品在外光方面具有光泽性;2)在其中加入一定量的钼,其可以加强耐腐蚀性,特别在耐点蚀方面性能优良;3)耐高温性好;4)具有良好的加工硬化性;5)当处于固溶状态时没有磁性;6)和304不锈钢相比较,其价格比较高。
316L材料适于海水用设备、草酸、化学、食品工业、造纸、染料、肥料生产设备、沿海设施等。
(2)316L不锈钢的力学性能。
屈服强度一般大于等于480N/mm2;抗拉强度延伸比例大于等于40%;硬度HB、HRB、HV分别小于等于187、90、200;密度取7.87;比热c;电阻率0.71;熔点。
316L对应的国内标准是00Cr17Ni14Mo2,在不仅和316钢具有等同的特性之外,而且抗晶界腐蚀性能高于316。
在其中添加了Mo元素后如下几个方面可以有效的提高性能,比如:晶间腐蚀、抗氧化性、在焊接的过程中可以有效的降低热裂倾向性的概率以及耐氯化物腐蚀。
2 316L不锈钢的焊接通过对316L奥氏体不锈钢焊接性进行探究,规划了有效的焊接工艺,其中包括如下几个方面:焊条以及焊丝的选择、相应的焊接工艺参数、在焊后进行的处理等,这样可以有效的提升焊接质量。
2.1 316L不锈钢焊接性的分析(1)316L焊接裂纹。
一般情况下,316L奥氏体不锈钢在导热方面的参数仅仅为低碳钢的一半,可是相应的线膨胀系数却比较大,由此可以看出在焊接头位置具有较大的焊接应力。
双相不锈钢的焊接特点
![双相不锈钢的焊接特点](https://img.taocdn.com/s3/m/f3db90db03d276a20029bd64783e0912a3167c13.png)
双相不锈钢的焊接特点一、双相不锈钢具有良好的焊接性。
它既不像铁素体不锈钢焊接时热影响区易脆化,也不像奥氏体不锈钢易产生焊l接热裂纹,但由于它有大量的铁素体,当刚性较大或焊缝含氢量较高时,有可能产生氢致冷裂纹,因此严格控制氢的来源是非常重要的。
二、为了保证双相钢的特点,确保焊接接头的组织中奥氏体及铁素体比例合适是这类钢焊接的关键所在。
当焊后接头冷却速度较慢时,δ→γ的二次相变化较充分,因此到室温时可得到相比例比较合适的双相组织,这就要求在焊接时要有适当大的焊接热输人量,否则若焊后冷却速度较快时,会使δ铁素体相增多,导致接头塑韧性及耐蚀性严重下降。
三、双相不锈钢焊材选用双相不锈钢用的焊材,其特点是焊缝组织为奥氏体占优的双相组织,主要耐蚀元素(铬、钼等)含量与母材相当,从而保证与母材相当的耐蚀性。
为了保证焊缝中奥氏体的含量,通常是进步镍和氮的含量,也就是进步约2%~ 4%的镍当量。
在双相不锈钢母材中,一般都有一定量的氮含量,在焊材中也希看有一定的含氮量,但一般不宜太高,否则会产生气孔。
这样镍含量较高就成了焊材与母材的一个主要区别。
根据耐腐蚀性、接头韧性的要求不同来选择与母材化学成分相匹配的焊条,如焊接Cr22型双相不锈钢,可选用Cr22Ni9Mo3型焊条,如E2209焊条。
采用酸性焊条时脱渣优良,焊缝成形美观,但冲击韧性较低,当要求焊缝金属具有较高的冲击韧性,并需进行全位置焊接时,应采用碱性焊条。
当根部封底焊时,通常采用碱性焊条。
当对焊缝金属的耐腐蚀性能具有特殊要求时,还应采用超级双相钢成分的碱性焊条。
对于实心气体保护焊焊丝,在保证焊缝金属具有良好耐腐蚀性与力学性能的同时,还应留意其焊接工艺性能,对于药芯焊丝,当要求焊缝成形美观时,可采用金红石型或钛钙型药芯焊丝,当要求较高的冲击韧度或在较大的拘束度条件下焊接时,宜采用碱度较高的药芯焊丝。
对于埋弧焊宜采用直径较小的焊丝,实现中小焊接规范下的多层多道焊,以防止焊接热影响区及焊缝金属的脆化,并采用配套的碱性焊剂。
不锈钢焊接变形的原因
![不锈钢焊接变形的原因](https://img.taocdn.com/s3/m/432c124777c66137ee06eff9aef8941ea66e4b79.png)
不锈钢焊接变形的原因
不锈钢焊接变形的原因主要有以下几点:
1.热膨胀和热传导:在焊接过程中,不锈钢板材受到热源的加热,温度升
高,发生热膨胀。
同时,高温使得材料内部的原子或分子的运动速度增
加,热传导则使得热量从高温区域传递到低温区域。
由于不同区域之间的
温度差异和热传导的不均匀性,导致焊接区域和非焊接区域之间的应力分
布不均匀,从而引起变形。
2.不锈钢材料的物理特性:不锈钢材料具有较高的热膨胀系数和较低的导热
性,这些物理特性在焊接过程中对变形有重要影响。
另外,不锈钢的屈服
点和弹性模量也是影响焊接变形的因素。
3.焊接工艺参数:焊接工艺参数如焊接电流、电压、焊接速度等对焊接变形
有显著影响。
电流过大或焊接速度过慢会增加热输入,导致焊接区域温度
升高,热膨胀加剧,焊接变形增大。
4.焊缝设计和布置:焊缝的位置、数量、形状等设计因素以及焊缝的布置方
式对焊接变形也有重要影响。
设计不合理或焊缝布置不当会导致焊接应力
集中或热膨胀不均匀,从而增加焊接变形的可能性。
5.冷却过程:焊接完成后,不锈钢板材经历冷却过程。
冷却速度的不均匀也
会引起变形,如局部冷却过快或过慢都可能导致变形。
为了减小不锈钢焊接变形,可以采取一系列措施,包括优化焊接工艺、合理选择焊接参数、采用适当的焊接顺序和方向、采用反变形法、加强焊后校形等。
在实际生产中,应根据具体情况综合考虑各种因素,制定合理的焊接工艺和操作规程,以实现高质量的不锈钢焊接。
铁素体不锈钢焊接性评定实验报告
![铁素体不锈钢焊接性评定实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/d9e4cadabceb19e8b8f6ba8a.png)
铁素体不锈钢焊接性评定试验报告一、铁素体不锈钢的焊接特点:1、要求低温预热高铬铁素体不锈钢在室温时韧性较低,焊接时焊接接头易形成高温脆化,在一定条件下可能产生裂纹。
通过预热,使焊接接头处于富有韧性的状态下施焊,能有效地防止裂纹的产生;但是焊接时的热循环又会使焊接接头近缝区的晶粒急剧长大粗化,而引起脆化。
为此,预热温度的选择要慎重,一般控制在100-200℃,随着母材金属中含铬量的提高,预热温度可相应提高。
但预热温度过高,也会使焊接接头过热而脆化。
2、475℃脆性的防止475℃脆性是高铬铁素体不锈钢焊接时的主要问题之一。
杂质对475℃脆性有促进作用,因此,需提高母材金属和熔敷金属的纯度,缩短铁素体不锈钢焊接接头在这个温度区间的停留时间,以防止475℃脆性的产生。
一旦出现475℃脆性,可以在600℃以上温度短时间加热,再以较快的速度冷却,给予消除。
3、焊接材料的选择对于可以焊前预热或焊后进行热处理的焊接构件,可选用与母材金属相同化学成分的焊接材料;对于不允许预热或焊后不能进行热处理的焊接构件,应选用奥氏体不锈钢焊接材料,以保证焊缝具有良好的塑性和韧性。
铁素体不锈钢的焊接方法通常采用焊条电弧焊、钨极氩弧焊、熔化极气体保护焊和埋弧焊等。
当采用同质的焊接材料时,焊缝金属呈粗大的铁素体组织,韧性很差。
通过焊后热处理,焊接接头的塑性可以得到改善,韧性略有提高。
用同质焊材焊成的焊缝其优点是:焊缝与母材有一样的颜色和形貌,相同的线膨胀系数和大体相似的耐蚀性,但抗裂性不高。
用异质奥氏体焊材所焊成的焊缝具有很好的塑性,应用较多,但要控制好母材金属对奥氏体焊缝的稀释。
用异质焊条施焊,通过“5、操作要点”可减少高温脆化和475℃脆化,防止裂纹的形成。
鉴于多方面的适应性,本次评定试验拟采用奥氏体不锈钢焊接材料,且考虑到铁素体不锈钢母材(高Cr无Ni)对焊接接头的稀释作用,决定选择较高Ni含量的ER308L焊丝。
4、焊后热处理对于同质材料焊成的铁素体不锈钢焊接接头,热处理的目的是使焊接接头组织均匀化,从而提高其塑性及耐蚀性。
奥氏体不锈钢焊接性能分析
![奥氏体不锈钢焊接性能分析](https://img.taocdn.com/s3/m/33b081536d175f0e7cd184254b35eefdc8d3152e.png)
奥氏体不锈钢焊接性能分析奥氏体不锈钢是一种重要的工程材料,具有良好的耐腐蚀性、耐高温性和焊接性能。
在工程实践中,对奥氏体不锈钢的焊接性能进行分析和研究,有助于优化焊接工艺、改善焊接质量,满足工程结构的要求。
本文将从焊接材料选择、焊接缺陷和焊接工艺参数等方面,对奥氏体不锈钢的焊接性能进行详细分析。
首先,对于奥氏体不锈钢的焊接,焊接材料的选择非常重要。
一般来说,焊接材料应具有与基材相似的化学成分和机械性能,以确保焊接接头的一致性。
同时,还需要考虑焊接材料的耐腐蚀性和耐高温性,以满足工程结构的使用要求。
常用的奥氏体不锈钢焊接材料有AWSE308、AWSE316等。
在选择焊接材料时,还需要考虑到焊接接头的力学性能要求,例如强度、韧性等。
其次,在奥氏体不锈钢的焊接过程中,常见的焊接缺陷包括气孔、夹渣、未熔合、未熔透等。
这些焊接缺陷会降低焊接接头的质量,甚至引起接头的失效。
为了减少焊接缺陷的产生,需要采取适当的预处理措施,例如清洁和除氧等。
同时,选择合适的焊接工艺参数,例如焊接电流、焊接速度等,可有效控制焊接过程中的熔合情况和热影响区的形成,从而减少焊接缺陷的发生。
最后,对于奥氏体不锈钢的焊接工艺参数选择,需要综合考虑焊接接头的形状、要求和工艺设备的特点。
一般来说,焊接时应采用较小的电流和较高的焊接速度,以减小热输入和热影响区的尺寸。
此外,还可采用预热和后续热处理等措施,改善焊接接头的性能和组织结构。
需要注意的是,焊接过程中应注意避免产生过高的残余应力和变形,可采用适当的焊接顺序和夹具。
综上所述,奥氏体不锈钢的焊接性能分析是一项复杂的工作,需要综合考虑焊接材料选择、焊接缺陷和焊接工艺参数等多个方面的因素。
通过合理选择焊接材料、预处理和控制焊接工艺参数,可以提高奥氏体不锈钢焊接接头的质量和性能,满足工程结构的要求。
在实际工程应用中,应根据具体情况和要求进行分析和优化,以确保焊接接头的可靠性和持久性。
304不锈钢的焊接性
![304不锈钢的焊接性](https://img.taocdn.com/s3/m/efa434cbcd22bcd126fff705cc17552707225ec3.png)
304不锈钢的焊接性简介304不锈钢是最常用的不锈钢之一,具有良好的耐腐蚀性和机械性能。
在工业领域中广泛应用,包括制造化学设备、食品加工设备、医疗器械等。
然而,对于不锈钢来说,焊接是一个重要的工艺,而其焊接性能直接影响到最终产品的质量和使用寿命。
因此,了解304不锈钢的焊接性能是至关重要的。
304不锈钢的组成304不锈钢是奥氏体不锈钢,主要由以下元素组成:•铬(Cr):使不锈钢具有耐腐蚀性;•镍(Ni):增加不锈钢的延展性和韧性;•锰(Mn):提高不锈钢的抗倒伏性和抗应力腐蚀性;•碳(C):增加不锈钢的硬度和强度,但会降低不锈钢的耐腐蚀性。
304不锈钢可以通过多种焊接方式进行连接,常见的包括手工电弧焊、MIG/MAG焊接、TIG焊接等。
手工电弧焊手工电弧焊是一种常见的焊接方式,使用直流或交流电弧熔化电极和工件,并通过熔融电极产生的热量来熔化基材,形成焊缝。
手工电弧焊适用于较小的焊接工作,对焊工的技术要求较高。
MIG/MAG焊接MIG/MAG焊接是一种半自动或自动化的焊接过程,使用惰性气体(MIG)或活性气体(MAG)来保护焊缝区域,防止其与空气中的氧发生反应。
该焊接方式适用于大量生产的焊接过程。
TIG焊接TIG焊接是一种常用的焊接方式,通过高温电弧和无缺陷的钨电极来熔化基材并实现焊接。
TIG焊接适用于对焊缝质量要求高的场景,如要求焊缝无气孔或夹杂物的情况。
304不锈钢的焊接性能受到多种因素影响,如焊接材料、焊接工艺、焊接环境等。
以下是焊接性能的几个关键指标:抗晶间腐蚀性焊接前后304不锈钢的抗晶间腐蚀性是评价焊接质量的重要指标之一。
焊接热影响区域(HAZ)易受热影响,可能导致晶间腐蚀。
降低焊接过程中的热输入可以减少晶间腐蚀的风险。
焊接接头强度焊接接头的强度是另一个重要的焊接性能指标。
焊接过程中的温度和冷却速率将对接头的强度产生影响。
适当的焊接工艺参数和合金配比可以提高接头的强度。
成形性焊接过程中的形变和残余应力可能会对接头造成变形。
马氏体不锈钢的性能及焊接特点
![马氏体不锈钢的性能及焊接特点](https://img.taocdn.com/s3/m/d85c9d2e17fc700abb68a98271fe910ef12daec2.png)
马氏体不锈钢1Cr13,2Cr13,3Cr13,4Cr13、1Cr11MoV、1Cr12WMoV。
▶概述1、马氏体不锈钢具有一般抗腐蚀性能,因加入镍、钼、钨、钒等合金元素,除具有一定的耐腐蚀性能,还具有较高的高温强度及抗高温氧化性能,马氏体不锈钢可以通过热处理对其性能进行调整,是一类可硬化的不锈钢,1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13是最典型牌号,主要用于大气、海水及硝酸等条件下的产品,有一定的强度,应用非常广泛。
从化学成分看,四个牌号的Cr元素平均含量都在11.5~18.0%以上,决定了其基本的耐蚀性能,由于镍含量很小,内部组织转成马氏体,呈有磁性。
从1Cr13到4Cr13,含碳量逐渐升高,强度随之提高,而塑性和韧性则相应下降。
从热处理制度看,1Cr13、2Cr13和3Cr13可勉强归为一类,4Cr13则不同,含碳量不同,其金相组织也不同,热处理方法也不同。
材料代用的时候,要充分考虑到这个因素。
2、1Cr11MoV系马氏体耐热不锈钢具有较高的热强性,良好的减震性及组织稳定性。
此外,其线胀系数小、对回火脆化不敏感,是一种良好的叶片材料。
该钢可进行氮化处理,提高表面耐磨性。
3、1Cr12WMoV 有较高的热强性、良好的减征性及组织稳定性。
用于透平叶片、紧固件、转子及轮盘等。
常用于制造锅炉、汽轮机、动力机械、工业炉和航空、石油化工等工业部门中在高温下工作的零部件。
这些部件除要求高温强度和抗高温氧化腐蚀外,根据用途不同还要求有足够的韧性、良好的可加工性和焊接性,以及一定的组织稳定性。
中国自1952年开始生产耐热钢。
以后研制出一些新型的低合金热强钢,从而使珠光体热强钢的工作温度提高到600~620℃;此外,还发展出一些新的低铬镍抗氧化钢种。
▶化学成分%▶力学性能▶焊接特点>>含碳量高的马氏体不锈钢焊缝和热影响区的淬硬倾向特别大,焊接接头在空冷条件下便可得到硬脆的马氏体,在焊接拘束应力和扩散氢的作用下,很容易出现焊接冷裂纹。
不锈钢316L与SUS304材料性能分析
![不锈钢316L与SUS304材料性能分析](https://img.taocdn.com/s3/m/a1280f88a0116c175f0e48f2.png)
防止焊接金属的高温裂纹,通常认为控制奥氏体中的 δ 铁素体肯定是有效的。一般
提倡在室温下含 5%以上的 δ 铁素体。对于以耐蚀性为主要用途的钢,应选用低碳和
稳定的钢种,并进行适当的焊后热处理;而以结构强度为主要用途的钢,不应进行
焊后热处理,以防止变形和由于析出碳化物和发生 δ 相脆化。
2
二、 316L 与 SUS304 材料耐腐蚀性分析
脆性相。焊后消除应力退火热处理刚好落在此温度区内(固溶处理和稳定化处理除
外)。
1
在特殊的情况下,需作焊后消除应力退火热处理:
(1)、为了稳定设备零部件的几何形状,需消除焊接残余应力;
(2)、设备工作在有产生应力腐蚀倾向的环境,需消除拉伸残余应力。)
2、304 焊接性
304 不锈钢化学成分
材料
化学成分ห้องสมุดไป่ตู้质量分数)%
304 不锈钢具有优良的不锈耐腐蚀性能和较好的抗晶间腐蚀性能。对氧化性酸, 在实验中得出:浓度≤65%的沸腾温度以下的硝酸中,304 不锈钢具有很强的抗腐蚀 性。对碱溶液及大部分有机酸和无机酸亦具有良好的耐腐蚀能力。
在空气中或化学腐蚀介质中能够抵抗腐蚀的一种高合金钢,不锈钢是具有美观 的表面和耐腐蚀性能好,不必经过镀色等表面处理,而发挥不锈钢所固有的表面性 能,使用于多方面的钢铁的一种,通常称为不锈钢。不锈钢防锈的机理是合金元素形 成致密氧化膜,隔绝氧接触,阻止继续氧化。所以不锈钢并不是“不锈”。 304 材料出现生锈现象,可能有以下几个原因: (1)、使用环境中存在氯离子。
不锈钢 316L 与 SUS304 材料性能分析
一、 316L 与 SUS304 材料焊接性分析
1、316L 焊接性 316L 不锈钢化学成分
不锈钢的焊接性能及焊接材料选择
![不锈钢的焊接性能及焊接材料选择](https://img.taocdn.com/s3/m/c0789174b84ae45c3b358c8f.png)
不锈钢的焊接性能及焊接材料选择不锈钢是指主加元素Cr高于12%,能使钢处于钝化状态、又具有不锈钢特性的钢。
不锈钢根据其显微组织分为铁素体型、马氏体型、奥氏体型、奥氏体+铁素体型和沉淀硬化型不锈钢。
奥氏体不锈钢通常在常温下的组织为纯奥氏体,也有一些为奥氏体+少量铁素体,这种少量铁素体有助于防止热裂纹。
一、奥氏体不锈钢的焊接特点:1、容易出现热裂纹。
防止措施(1)尽量使焊缝金属呈双相组织,铁素体的含量控制在3-5%以下。
因为铁素体能大量溶解有害的S、P杂质。
(2)尽量选用碱性药皮的优质焊条,以限制焊缝金属中S、P、C等的含量。
2、晶间腐蚀:根据贫铬理论,焊缝和热影响区在加热到450-850℃敏化温度区时在晶界上析出碳化铬,造成贫铬的晶界,不足以抵抗腐蚀的程度。
防止措施:(1)采用低碳或超低碳的焊材,如A002等;采用含钛、铌等稳定化元素的焊条,如A137、A132等。
(2)由焊丝或焊条向焊缝熔入一定量的铁素体形成元素,使焊缝金属成为奥氏体+铁素体的双相组织,(铁素体一般控制在4-12%)。
(3)减少焊接熔池过热,选用较小的焊接电流和较快的焊接速度,加快冷却速度。
(4)对耐晶间腐蚀性能要求很高的焊件进行焊后稳定化退火处理3、应力腐蚀开裂:应力腐蚀开裂是焊接接头在特定腐蚀环境下受拉伸应力作用时所产生的延迟开裂现象。
奥氏体不锈钢焊接接头的应力腐蚀开裂是焊接接头比较严重的失效形式,表现为无塑性变形的脆性破坏。
应力腐蚀开裂防止措施(1)合理制定成形加工和组装工艺,尽可能减小冷作变形度,避免强制组装,防止组装过程中造成各种伤痕(各种组装伤痕及电弧灼痕都会成为SCC的裂源,易造成腐蚀坑)。
(2)合理选择焊材:焊缝与母材应有良好的匹配,不产生任何不良组织,如晶粒粗化及硬脆马氏体等;(3)采取合适的焊接工艺:保证焊缝成形良好,不产生任何应力集中或点蚀的缺陷,如咬边等;采取合理的焊接顺序,降低焊接残余应力水平;(4)消除应力处理:焊后热处理,如焊后完全退火或退火;在难以实施热处理时采用焊后锤击或喷丸等。
浅谈双相不锈钢S31803的焊接试验
![浅谈双相不锈钢S31803的焊接试验](https://img.taocdn.com/s3/m/76af35124a35eefdc8d376eeaeaad1f3469311e4.png)
浅谈双相不锈钢S31803的焊接试验双相不锈钢S的焊接性能是其应用的关键因素之一。
在实际应用中,焊接接头的质量直接影响着整个设备的使用寿命和安全性。
因此,对S的焊接性能进行深入研究和试验具有重要意义。
为了更好地了解S的焊接特点,我们进行了大量的焊接试验。
试验结果表明,S的焊接接头具有很好的塑性和韧性,无常温脆性,抗晶间腐蚀性和耐氯化物应力腐蚀性能均有明显提高。
同时,S也保持了铁素体不锈钢的475℃脆性和导热系数高等特点。
这些优良的性能使S双相不锈钢广泛应用于石油化工设备、海水与废水处理设备、输油输气管线、造纸机械等工业领域。
在试验中,我们还确定了S的焊接工艺。
由于S双相不锈钢中铁素体含量一般在40%~50%之间,其余组织为奥氏体,因此在焊接接头中单相铁素体在冷却过程中会形成适量的奥氏体,使焊接接头的铁素体组织与奥氏体组织的比例趋于平衡。
这样既可改善双相不锈钢焊接热影响区的塑性和韧性,又确保了双相不锈钢的抗应力腐蚀和点蚀能力。
同时,我们还要注意控制焊接接头的冷却速度,避免过快或过慢的冷却会影响焊接接头的质量。
总之,S双相不锈钢具有优异的性能,在实际应用中具有广泛的应用前景。
通过对其焊接性能的深入研究和试验,我们可以更好地了解其特点,制定出适合的焊接工艺,为实际应用提供更好的保障。
双相不锈钢S的含镍量较低,杂质极少,不易形成低熔点液膜,同时保留了铁素体不锈钢的高导热系数和小膨胀系数的性能,因此对热裂纹的敏感性比奥氏体不锈钢小。
此外,双相不锈钢S含有50%左右的奥氏体组织,因此韧性高,产生冷裂的倾向也较小。
双相不锈钢焊接接头的力学性能和耐蚀性能取决于焊接接头的相比例,因此焊接时需要保证铁素体含量不少于30%,减少金属间相的产生。
除了合金元素的影响外,焊接时的热循环对相比例及金属间相的产生影响也很大。
因此,在正确选择焊材的前提下,选择合理的焊接参数,控制层间温度、冷却速度等是非常重要的。
为了保证焊接质量,控制焊接接头热影响区的组织和性能,我们采用非熔化极惰性气体保护焊丝打底,电弧焊填充盖面进行S的焊接。
奥氏体不锈钢焊接性分析与焊接工艺评定毕业论文
![奥氏体不锈钢焊接性分析与焊接工艺评定毕业论文](https://img.taocdn.com/s3/m/67dd96f95f0e7cd1852536be.png)
工业学院毕业设计(论文)题目0Cr18Ni9(304)奥氏体不锈钢焊接性分析与焊接工艺评定系别材料工程系专业焊接技术与自动化班级焊接技术与自动化11-2姓名何旺学号3指导教师(职称)胡春霞讲师日期 2014年3月工业学院毕业设计(论文)任务书材料工程系2014届焊接技术与自动化专业毕业设计(论文)任务书注:本任务书要求一式两份,一份系部留存,一份报教务处实践教学科。
摘要钢是我们现代社会中不可缺少的一种材料,它可以看作一个国家工业化水平的标志。
钢的产量越高就代表这个国家的工业化水平越高。
不锈钢是钢中非常重要的的一种,由于不锈钢具有特殊的使用性能和力学性能,在现代的各行各业中已经被越来越多的使用。
在不锈钢中奥氏体不锈钢又是其中非常重要的一种,在发达国家每年消耗的的钢有70%的是不锈钢,在我国也达到了65%左右。
因此开发和使用好奥氏体不锈钢对我国的工业化来说越来越重要了。
0Cr18Ni9就是奥氏体不锈钢,我做的这个课题就是探讨0Cr18Ni9在低温贮罐制造中的性能。
低温贮罐是用来储存液N液Ar液态的CO2等低温液体的容器,液态介质中的特殊性能就决定了制造材料需要特殊性能,而奥氏体不锈钢0Cr18Ni9就具有这样的性能。
低温贮罐在现代生活、生产中使用已越来越广泛,因此对0Cr18Ni9的探讨就显得越来越重要。
在这篇论文中我会着重为大家阐述0Cr18Ni9在低温压力容器制造中的焊接性能、力学性能、使用性能和焊接工艺。
在这篇论文中我会通过一个焊接性试验来探讨0Cr18Ni9在低温压力容器中的各项性能我的这个实验就是规格为8×50×100mm的两块0Cr18Ni9板水平对接焊接方法就是手工电弧焊。
针对这个实验做出完确的焊接工艺评定,并且根据评定要求对试样做相应的无损检验和力学性能的试验,从而来判定0Cr18Ni9的各项性能。
关键词:焊接性能 ;力学性能 ;使用性能 ;焊接工艺AbstractSteel our modern society is indispensable to a material,it can be seen as a sign of the level of industrialized countries.The higher the output of steel on behalf of this country the higher the level of industrialization .Stainless steel is a very important one,because of the use of stainless steel with special performance and mechanical properties,in all walks of life in the present have been increasingly used.Austenitic stainless steel in the stainless steel is a very important one,in the developed world consumption of stainless annually in 70% of the stainless steel is,I have also reached about percent.Thus the development and use of austenitic stainless steel good to me over the words of the the industry has become increasingly important.0Cr18Ni9 is austenitic stainless steel,I do on this subject is 0Cr18Ni9 in low-temperature storge tank manufacturer in the performance.Cryogenic storge tank is used to storge liquid N liquid Ar of liquid CO2 and other low-temperature liquid containers,liquid medium decision on the special properties of the material needs of a special performance and austenitic stainless steel 0Cr18Ni9 on with this performance.Cryogenic storge tank in the present life,has been used in the production of more extensive,therefore 0Cr18Ni9 of it is becoming increasingly important.In this paper I will focus on as we set out in the cold 0Cr18Ni9 pressure vessel manufacture of welding performance,mechanical properties,the use of performance and welding technology.In this paper I will pass a welding test to explore 0Cr18Ni9 in low-temperature pressure vessel in the performance.This is my test specifications for the 8×50×100mm two 0Cr18Ni9 pull the butt welding method is the level of manual are welding.For the pilot to complete the welding technology assessment and assessed in accordance with the requirements of the design accordingly mechanical properties of non-destructive testing and inspection,to determine 0Cr18Ni9 the performance.Key word: Welding performance ;Mechanics performance ;Welding craft Operational performance目录1、绪论01.1 奥氏体不锈钢化学成分01.2奥氏体不锈钢的性能21.2.1奥氏体不锈钢的物理性能 (2)1.2.2奥氏体不锈钢的化学性能 (3)1.2.3奥氏体不锈钢的腐蚀性能 (4)1.3奥氏体不锈钢的焊接性61.3.1焊接热裂纹 (6)1.3.2焊接接头的晶间腐蚀 (8)1.3.3应力腐蚀开裂 (11)1.4奥氏体不锈钢的焊接 (12)1.4.1奥氏体不锈钢的焊接工艺 (12)1.4.2焊接顺序 (13)2、实验过程142.1 实验材料与工艺设备142.2实验方案与检测方法162.3金相实验 (17)2.4金相组织分析 (22)结论 (25)致 (26)参考文献 (27)英文文献 (27)1、绪论在金属加工工艺领域中,焊接属于连接方法之一。
不锈钢薄板焊接质量影响原因分析浅谈
![不锈钢薄板焊接质量影响原因分析浅谈](https://img.taocdn.com/s3/m/98ad4ac170fe910ef12d2af90242a8956aecaa58.png)
不锈钢薄板焊接质量影响原因分析浅谈一、金属材料1.1 不锈钢薄板的选择不锈钢薄板种类繁多,不同的牌号具有不同的合金成分和性能特点。
在实际焊接中,应根据产品的要求选择适合的不锈钢薄板材料。
若材料选择不当,可能导致焊接接头出现裂纹、焊缝处出现气孔等质量问题。
薄板表面的油污、氧化皮等物质也会对焊接质量产生不利影响。
焊接时,不锈钢薄板的表面光亮度对焊接质量有着重要的影响。
一般来说,光亮的表面对于焊接熔料的润湿性较好,有利于焊缝的形成。
而对于表面粗糙、氧化严重的材料,焊接接头的质量会大打折扣。
在焊接前,需要对工件进行表面处理,如打磨、去油等工艺,以提高焊接质量。
不锈钢薄板的化学成分对焊接质量也有着重要的影响。
过高的碳含量会导致热影响区脆性增加,易产生冷裂纹。
在焊接工艺中要根据材料的具体化学成分合理选择焊接方法,以保证焊接质量。
硫、磷等元素的含量过高也可能引起焊接接头的脆化,从而影响焊接质量。
二、焊接工艺参数2.1 焊接电流和电压焊接电流和电压是影响焊接质量的重要参数之一。
在不锈钢薄板焊接中,如果电流太大或者电压过高,会使焊缝处产生大量的气孔,影响焊接质量;相反,电流过小或电压过低则会导致焊接接头无法完全熔透,造成透气、夹渣等问题。
选择适当的焊接电流和电压条件对于保证焊接质量至关重要。
2.2 焊接速度焊接速度是指焊接焊枪在工件表面移动的速度。
过快的焊接速度会使热输入不足,导致焊接接头质量下降;而焊接速度过慢则会导致熔渣残留、气孔生成等问题。
在实际生产中需要根据具体情况选择适当的焊接速度,以保证焊接质量。
在不锈钢薄板焊接过程中,焊接气体的选择对于焊接质量也有着重要的影响。
一般来说,保护性气体应具有良好的惰性和稳定性,例如氩气。
选用适当的保护气体可以有效地防止氧化、沉淀的产生,提高焊接质量。
三、环境因素3.1 温度环境温度是影响不锈钢薄板焊接质量的重要因素之一。
过高或过低的环境温度都会影响焊接质量。
如果温度过高,会使工件过热,容易产生变形、氧化等问题;而温度过低则会影响熔池的稳定性,导致焊接接头质量下降。
不锈钢310s的焊接方法(3篇)
![不锈钢310s的焊接方法(3篇)](https://img.taocdn.com/s3/m/b64b028818e8b8f67c1cfad6195f312b3069eb60.png)
第1篇一、引言不锈钢310S是一种具有优良耐腐蚀性能的奥氏体不锈钢,广泛应用于化工、石油、食品、制药等行业。
由于不锈钢310S的化学成分和物理性能的特殊性,其焊接过程需要采用合适的焊接方法,以确保焊接接头的质量和性能。
本文将详细介绍不锈钢310S的焊接方法。
二、不锈钢310S的焊接特点1. 耐腐蚀性能好:不锈钢310S具有优异的耐腐蚀性能,能够抵抗各种腐蚀介质的侵蚀。
2. 热膨胀系数大:不锈钢310S的热膨胀系数较大,焊接过程中易产生较大的热应力,容易导致焊接变形和裂纹。
3. 热导率低:不锈钢310S的热导率较低,焊接过程中热量不易传导,易导致焊接区域温度过高,影响焊接质量。
4. 焊接性能较差:不锈钢310S的焊接性能较差,易产生焊接缺陷,如气孔、夹渣、裂纹等。
三、不锈钢310S的焊接方法1. 焊条电弧焊(1)焊条选择:选择与不锈钢310S化学成分相匹配的焊条,如E310S-G、E310S-GS等。
(2)焊接工艺参数:根据焊接材料和厚度,合理选择焊接电流、电压、焊接速度等参数。
(3)焊接操作:焊接过程中,注意保持电弧稳定,避免过热和氧化。
对于厚板焊接,应采用分段退焊法,以减少热应力和变形。
2. 气体保护焊(1)气体保护焊方法:气体保护焊分为手工气体保护焊(GTAW)和自动气体保护焊(GMAW)。
(2)焊丝选择:选择与不锈钢310S化学成分相匹配的焊丝,如310S、310S-G等。
(3)气体选择:选用纯度高的氩气、氦气或氩气与氦气的混合气体作为保护气体。
(4)焊接工艺参数:根据焊接材料和厚度,合理选择焊接电流、电压、焊接速度、气体流量等参数。
(5)焊接操作:焊接过程中,注意保持电弧稳定,避免过热和氧化。
对于厚板焊接,应采用分段退焊法,以减少热应力和变形。
3. 等离子弧焊接(1)等离子弧焊接方法:等离子弧焊接分为手工等离子弧焊接和自动等离子弧焊接。
(2)焊丝选择:选择与不锈钢310S化学成分相匹配的焊丝,如310S、310S-G等。
不锈钢的焊接工艺性及焊接工艺
![不锈钢的焊接工艺性及焊接工艺](https://img.taocdn.com/s3/m/7e7719307ed5360cba1aa8114431b90d6d858949.png)
发展绿色焊接工艺,减少对环境的负面影响。例如,采用无 害的钎料、减少废弃物的产生、回收利用废料等措施,推动 不锈钢焊接工艺的可持续发展。
感谢您的观看
THANKS
电子束焊接技术具有高能量密度、深穿透力等优点,适合于不锈钢等高熔点材料的焊接。 通过优化工艺参数,可以获得优质的焊接接头。
加强不锈钢焊接工艺的环保和可持续发展
减少污染排放
不锈钢焊接过程中会产生烟尘、废气等污染物,对环境和工 人健康产生影响。因此,需要采取有效的污染防治措施,例 如使用烟尘处理设备、环保焊丝等,减少污染排放。
汽车工业
汽车工业中,不锈钢焊接 工艺在制造油箱、水箱等 汽车配件中也有广泛应用 。
航空航天
航空航天领域中,不锈钢 焊接工艺在制造各种容器 和管道系统中都有广泛应 用。
05
不锈钢焊接工艺的发展趋 势与展望
提高焊接效率和降低成本的需求
01 02
自动化与机器人焊接
随着技术的发展,越来越多的不锈钢焊接过程开始采用自动化和机器人 焊接技术,以提高生产效率,减少人工操作成本,并确保焊接质量的稳 定性。
随着不锈钢材料的不断发展,新型的不锈钢焊接材料也不断涌现。这些新型材料具有更好 的焊接性能和更高的耐腐蚀性,能够满足不同环境和用途的需求。
激光焊接技术
激光焊接技术以其高效、高质量的焊接特点,在不锈钢焊接中得到广泛应用。通过选择合 适的激光功率和扫描速度,可以获得良好的焊缝成型和高的接头强度。
电子束焊接技术
02
不锈钢的焊接工艺性
焊接工艺性的概念及影响因素
01
焊接工艺性是指材料在焊接过程中及焊后冷却后,其组织和性 能是否满足要求的能力。
02
不锈钢的焊接工艺性受到多个因素的影响,包括化学成分、熔
阐述发展中不锈钢的焊接特性及防范措施
![阐述发展中不锈钢的焊接特性及防范措施](https://img.taocdn.com/s3/m/08585f5cad02de80d4d8401b.png)
阐述发展中不锈钢的焊接特性及防范措施
由于不锈钢在不断的发展中,而不锈钢的电阻系数远大于低碳钢,在焊接时焊条及焊接区的母材都比较容易被加热而融化,同时使熔区周围的基体过热,造成焊区变形不均和晶粒粗大。
不锈钢的线膨胀系数大,导热系数小,热量不易传递,焊接时熔深大,焊接加热使结构膨胀,冷却时产生较大的收缩变形和拉应力,容易引起热裂纹。
不锈钢焊接加工后,在焊接热影响区内容易引发晶间腐蚀。
原因是在焊接热影响区内,在敏化温度(450℃—850℃)区间,基体局部贫铬,难以钝化,造成耐蚀性明显下降,于是在相应的腐蚀环境中优先被腐蚀,钢的晶界由于受腐蚀变宽。
这时腐蚀部位的塑性和强度已严重丧失,冷弯时出现裂纹、脆断,腐蚀部位落地无金属声。
不锈钢焊接的防范措施:
控制焊接电流:不锈钢的焊接规范要小于低碳钢,电流量约为低碳钢的 80%。
加快焊接速度:尽可能使用较快的焊接速度,目的是减少热影响区宽度,缩短焊缝在敏化温度区间的停留时间,使焊缝处于一次稳定状态,以及细化焊缝组织。
合理选择焊接材料:焊接时要选择合适的焊接材料、保护气氛。
焊丝的化学成分对焊缝部位的耐蚀性有重要影响,焊条应具有与母材相似的化学成分,这样可以使焊缝金属与母材具有相似的化学成分,一般被认为可以实现最佳的耐腐蚀性(耐腐合金)。
焊接前后的清理:材料的表面必需在焊接之前进行清理,焊接之后去除焊渣。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
(2)低温裂纹:在马氏体型不锈钢和部分具有马氏体组织的铁素体型不锈钢中有时会发生低温裂纹。由于其产生的主要原因是氢扩散、焊接接头的约束程度以及其中的硬化组织,所以解决方法主要是在焊接过程中减少氢的扩散,适宜地进行预热和焊后热处理以及减轻约束程度。
(3)焊接接头的韧性:在奥氏体型不锈钢中为减轻高温裂纹敏感性,在成分设计上通常使其中残存有5%—10%的铁素体。但这些铁素体的存在导致了低温韧性的下降。在双相不锈钢进行焊接时,焊接接头区域的奥氏体量减少而对韧性产生影响。另外随着其中铁素体的增加,其韧性值有显著下降的趋势。
已证实高纯铁素体型不锈钢的焊接接头的韧性显著下降的原因是由于混入碳、氮、氧的缘故。其中一些钢的焊接接头中的氧含量增加后生成了氧化物型夹杂,这些夹杂物成为裂纹发生源或裂纹传播的途径使得韧性下降。而有一些钢则是由于在保护气体中混入了空气,其中的氮含量增加在基体解理面{100}面上产生板条状Cr2N,基体变硬而使得韧性下降。
马氏体型不锈钢一般以13%Cr钢为代表。它进行焊接时,由于热影响区中被加热到相变点以上
的区域发生γ—α(M)相变,因此存在低温脆性、低温韧性恶化、伴随硬化产生的延展性下降等问题。因而对于一般马氏体型不锈钢焊接时需进行预热,但碳、氮含量低的和使用丁系焊接材料时可不需预热。焊接热影响区的组织通常又硬又脆。对于这个问题,可通过进行焊后热处理使其韧性和延展性得到恢复。另外碳、氮含量最低的牌号,在焊接状态下也有一定的韧性。
(4)σ相脆化:奥氏体型不锈钢、铁素体不锈钢和双相钢易发生σ相脆化。由于组织中析出了百分之几,尤其在75℃左右最易析出。作为防止”相产生的预防型措施,奥氏体型不锈钢中应尽量减少铁素体的含量。
(5)475℃脆化,在475℃附近(370—540℃)长时间保温时,使Fe—Cr合金分解为低铬浓度的α固溶体和高铬浓度的α’固溶体。当α’固溶体中铬浓度大于75%时形变由滑移变形转变为孪晶变形,从而发生475℃脆化。
双相不锈钢的焊接裂纹敏感性较低。但在热影响区内铁素体含量的增加会使晶间腐蚀敏感性提高,因此可造成耐蚀性降低及低温韧性恶化等问题。
对于沉淀硬化型不锈钢有焊接热影响区发生软化等问题。
综上所述,不锈钢的焊接性能主要表现在以下几个方面:
(1)高温裂纹:在这里所说的高温裂纹是指与焊接有关的裂纹。高温裂纹可大致分为凝固裂纹、显微裂纹、HAZ(热影响区)的裂纹和再加热裂纹等。
奥氏体型不锈钢以18% Cr—8%Ni钢为代表。原则上不须进行焊前预热和焊后热处理。一般具有良好的焊接性能。但其中镍、钼含量高的高合金不锈钢进行焊接时易产生高温裂纹。另外还易发生σ相脆化,在铁素体生成元素的作用下生成的铁素体引起低温脆化,以及耐蚀性下降和应力腐蚀裂纹等缺陷。经焊接后,焊接接头的力学性能一般良好,但当在热影响区中的晶界上有铬的碳化物时会极易生成贫铬层,而贫铬层的出现将在使用过程中易产生晶间腐蚀。为避免问题的发生,应采用低碳(C≤0.03%)的牌号或添加钛、铌的牌号。为防止焊接金属的高温裂纹,通常认为控制奥氏体中的δ铁素体肯定是有效的。一般提倡在室温下含5%以上的δ铁素体。对于以耐蚀性为主要用途的钢,应选用低碳和稳定的钢种,并进行适当的焊后热处理;而以结构强度为主要用途的钢,不应进行焊接后热处理,以防止变形和由于析出碳化物和发生σ相脆化。
铁素体型不锈钢以18%Cr钢为代表。在含碳量低的情况下有良好的焊接性能,焊接裂纹内敏感性也较低。但由于被加热至900℃以上的焊接热影响区晶粒显著变粗,使得在室温下缺少延伸性和韧性,易发生低温裂纹。也就是说,一般来讲铁素体型不锈钢有475℃脆化、700—800℃长时间加热下发生“相脆性、夹杂物和晶粒粗化引起的脆化、低温脆化、碳化物析出引起耐蚀性下降以及高合金钢中易发生的延迟裂纹等问题。通常应在焊接时进行焊前预热和焊后热处理,并在具有良好韧性的温度范围进行焊接。
在不锈钢的应用中对不锈钢结构进行焊接和切割是不可避免的。由于不锈钢本身所具有的特性,与普碳钢相比不锈钢的焊接及切割有着其特殊性,更易在其焊接接头及热影响区(HAZ)产生各种缺陷。焊接时要特别注意不锈钢的物理性质。例如奥氏体型不锈钢的热膨胀系数是低碳钢和高铬系不锈钢的1.5倍;导热系数约是低碳钢的1/3,而高铬系不锈钢的导热系数约是低碳钢的1/2;比电阻是低碳钢的4倍以上,而高铬系不锈钢是低碳钢的3倍。这些条件加上金属的密度、表面张力、磁性等条件都对焊接条件产生影响。