奥氏体不锈钢的焊接
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刀口腐蚀的防治措施
降低含碳量 最好采用超低碳不锈钢。对于稳定化
不锈钢，要求 wc≤0.06%
减少近逢区过热 尽量选用小的线能量，以减少过 热区在高温停留的时间。
合理安排焊接顺序 刀口腐蚀不仅产生于焊后在敏 化温度再热时，而在多层焊与双面焊时后一焊缝的热 作用，有可能对先焊焊缝的过热区起到敏化温度加热 作用，在于腐蚀介质接触时也会产生刀口腐蚀。
对材料进行防腐处理 通过电镀、喷镀、衬里等方法， 用金属或非金属覆盖层将金属与腐蚀介质隔离。
改进部件结构及接头设计
（二）、焊接热裂纹
奥氏体不锈钢钢焊接时产生的裂纹是热裂纹，在焊缝和热影响区都 可能出现，焊缝中主要是结晶裂纹；热影响区及多层焊层间金属， 则多为高温液化裂纹。二者都与偏析导致的晶间液化有关。
加入与C原子亲和力大于Cr的Ti、Nb等元素。 ➢焊后进行固溶处理
固溶处理可以是析出的Cr23C6重新溶解到奥 氏体中去。 ➢改变焊缝组织状态
使单一的奥氏体相变为奥氏体+铁素体双相
➢刀口腐蚀
一种特有的进晶间腐蚀，只发生于含有稳定剂钛、铌（ 0Cr18Ni11Ti、0Cr18Ni11Nb等）的奥氏体钢的焊接接 头上。腐蚀部位在焊接热影响区的过热区，开始宽度只 有3~5个晶粒，逐渐可扩大到1.0~1.5毫米.。腐蚀一直深 入到金属内部，因形状似刀刃而得名。
根据奥氏体钢产生晶间腐蚀的规律，焊接接头在 冷却过程中，若在敏化区停留一定时间，接头的耐 晶间腐蚀能力降低。整个接头中以焊缝和峰值温度 600~1000 ℃的影响区两个部位，对晶间腐蚀最为敏 感，称为敏化区。
3、提高焊接接头耐晶间腐蚀的措施
➢降低母材和焊缝中的含碳量 ➢加入稳定碳化物的元素，改变碳化物类型
谢谢观看 O(∩_∩)O
奥氏体不锈钢接头的晶间腐蚀
1-焊缝晶间腐蚀 2-敏化区腐蚀 3-刀状腐蚀
应力来源
由于塑性加工二造成的残 余应力
由于焊接而造成的残余应 力
目前比较一致的看法是：奥氏体钢在固溶状态下 碳以过饱和形式溶解于γ固溶体中，加热时过饱 和的碳以Cr23C6的形式沿晶界析出。 Cr23C6的析出 消耗了大量的铬（ Cr23C6中ωCr>90%），因而使 晶界附近ωCr降到低于钝化所需的最低量（12%）， 形成了贫铬层。贫铬层的电极电位比晶粒内低得多。 当金属与腐蚀介质接触时，就形成了微电池电极电 位低的晶界成为阳极，被腐蚀溶解形成晶间腐蚀。
焊后进行稳定化处理 使过热区的碳与稳定剂结合 为稳定的碳化物，从而不会再以Cr23C6的形式析出
➢应力腐蚀开裂问题
随着不锈钢焊接时晶间腐蚀的问题得到较好的解决，应 力腐蚀开裂问题逐渐成为不锈钢腐蚀破坏最突出的问题。 应力腐蚀开裂时没有任何变形，属于突发性的，所以后 果极其严重。
不锈钢在使用条件下产生应力腐蚀开 裂的影响因素：a、应力性质、大小及结 构特点；b、钢的成分和组织状态；c、 腐蚀介质的种类、温度、浓度等。
2、敏化温度区间
奥氏体钢在加热到400~800 ℃时，对晶间腐蚀最为敏感。这是因 为，当温度低于400 ℃是，碳原子的活动能力很弱， Cr23C6析出困难 而不会形成贫铬层；当温度高于800 ℃是，晶粒内部的铬获得了足够 的动能，扩散到晶界，从而使已形成的贫铬区消失。在400-800 ℃之 间，既有利于Cr23C6的析出，晶内的铬原子又不能扩散到晶界，最容 易形成贫铬层，对晶间腐蚀也最敏感。一般称400~800 ℃温度范围为 敏化温度区间。
防止应力腐蚀开裂的措施
正确的选用材料 高纯铬-镍奥氏体不锈钢、高硅铬镍奥氏体不锈钢、铁素体-奥氏体双相钢、高铬铁素体 钢等。这些钢的耐应力腐蚀能力，大都是在质量分数 42%夫人沸MgCl2溶液中进行试验而测得的，因此，认为 这些钢在任何介质条件下都具有良好的乃应力腐蚀性能。
消除产品的残余应力 可采用消除应力热处理或喷丸 等方法。
防止奥氏体钢焊接时产生热裂纹的措施
a、结晶裂纹： 1）严格控制有害杂质的数量，特别是硫和磷的数量。 2）调整焊缝金属为双相组织。在奥氏体基体上有5%左右的铁素体 相时，裂纹的敏感性大大降低。 3）合理的进行合金化，特别是在含镍不锈钢中。 4）工艺上的措施，尽可能减少熔池过热和接头的残余应力。
b、液化裂纹： 液化裂纹主要出现在25-20钢中，主要通过工艺上的措施来防治，减 少母材过热，抑制晶粒长大，同时要严格控制母材中有害杂质的含 量。
裂纹产生的原因 奥氏体钢对热裂纹比较敏感，主要是由冶金因素 决定的，即由刚的化学成分、组织与性能决定的。其一，由于奥氏 体钢是单相组织，焊缝从凝固冷却到室温不发生相变，很容易形成 方向性很强的粗大晶粒，为低熔点物质的偏析与聚集创造了条件； 其二，奥氏体钢中合金元素品种多，数量大，不仅硫磷等杂志会与 铁形成低熔点共晶，合金元素之间或与杂质之间也可以形成低熔点 化合物或共晶。尤其是Ni元素作用最为明显。产生的裂纹主要有两 种形式，结晶裂纹和液化裂纹。
奥氏体钢的焊接
奥氏体钢 的焊接
奥氏体钢的 分类及特点
奥氏体钢的 焊接性
奥氏体钢的 焊接工艺
一、奥氏体钢的分类及特点
（一）奥氏体型不锈钢的分类
按铬、镍 元素含量
分
18-8型钢
18-12型钢
25-20型钢
铬锰低镍型
（二）性能特点
➢18-8型 应用最多的奥氏体不锈钢，这类钢由 于含镍量低，常温时形成奥氏体不稳定，因而 冷作硬化倾向较大。 ➢18-12型 在各类酸中耐蚀性较强，一般可作 为耐酸钢使用。 ➢25-20型 这类钢的铬镍含量都很高，具有很 高的高温抗氧化性、组织稳定性和耐热性。 ➢铬锰低镍型 这类钢也具有良好的塑性、韧性 和工艺成形性能，强度较高，焊接性良好，但 耐蚀性和抗氧化性略低，冷作硬化倾向交大。
二、焊接性
奥氏体不锈钢在任何温度下 都不会发生相变，对清脆不 敏感，在焊态下奥氏体不锈 钢接头也有较好的塑形和韧 性。焊接的主要问题是：各 种形式的腐蚀、焊接热裂纹 等。此外，因导热性能差、 线膨胀系数大，焊接应力和 变形较大。
主要 问题
（一）、各种形式的腐蚀
➢晶间腐蚀
1. 晶间腐蚀产生的原因
刀口腐蚀的防治措施
降低含碳量 最好采用超低碳不锈钢。对于稳定化
不锈钢，要求 wc≤0.06%
减少近逢区过热 尽量选用小的线能量，以减少过 热区在高温停留的时间。
合理安排焊接顺序 刀口腐蚀不仅产生于焊后在敏 化温度再热时，而在多层焊与双面焊时后一焊缝的热 作用，有可能对先焊焊缝的过热区起到敏化温度加热 作用，在于腐蚀介质接触时也会产生刀口腐蚀。
对材料进行防腐处理 通过电镀、喷镀、衬里等方法， 用金属或非金属覆盖层将金属与腐蚀介质隔离。
改进部件结构及接头设计
（二）、焊接热裂纹
奥氏体不锈钢钢焊接时产生的裂纹是热裂纹，在焊缝和热影响区都 可能出现，焊缝中主要是结晶裂纹；热影响区及多层焊层间金属， 则多为高温液化裂纹。二者都与偏析导致的晶间液化有关。
加入与C原子亲和力大于Cr的Ti、Nb等元素。 ➢焊后进行固溶处理
固溶处理可以是析出的Cr23C6重新溶解到奥 氏体中去。 ➢改变焊缝组织状态
使单一的奥氏体相变为奥氏体+铁素体双相
➢刀口腐蚀
一种特有的进晶间腐蚀，只发生于含有稳定剂钛、铌（ 0Cr18Ni11Ti、0Cr18Ni11Nb等）的奥氏体钢的焊接接 头上。腐蚀部位在焊接热影响区的过热区，开始宽度只 有3~5个晶粒，逐渐可扩大到1.0~1.5毫米.。腐蚀一直深 入到金属内部，因形状似刀刃而得名。
根据奥氏体钢产生晶间腐蚀的规律，焊接接头在 冷却过程中，若在敏化区停留一定时间，接头的耐 晶间腐蚀能力降低。整个接头中以焊缝和峰值温度 600~1000 ℃的影响区两个部位，对晶间腐蚀最为敏 感，称为敏化区。
3、提高焊接接头耐晶间腐蚀的措施
➢降低母材和焊缝中的含碳量 ➢加入稳定碳化物的元素，改变碳化物类型
谢谢观看 O(∩_∩)O
奥氏体不锈钢接头的晶间腐蚀
1-焊缝晶间腐蚀 2-敏化区腐蚀 3-刀状腐蚀
应力来源
由于塑性加工二造成的残 余应力
由于焊接而造成的残余应 力
目前比较一致的看法是：奥氏体钢在固溶状态下 碳以过饱和形式溶解于γ固溶体中，加热时过饱 和的碳以Cr23C6的形式沿晶界析出。 Cr23C6的析出 消耗了大量的铬（ Cr23C6中ωCr>90%），因而使 晶界附近ωCr降到低于钝化所需的最低量（12%）， 形成了贫铬层。贫铬层的电极电位比晶粒内低得多。 当金属与腐蚀介质接触时，就形成了微电池电极电 位低的晶界成为阳极，被腐蚀溶解形成晶间腐蚀。
焊后进行稳定化处理 使过热区的碳与稳定剂结合 为稳定的碳化物，从而不会再以Cr23C6的形式析出
➢应力腐蚀开裂问题
随着不锈钢焊接时晶间腐蚀的问题得到较好的解决，应 力腐蚀开裂问题逐渐成为不锈钢腐蚀破坏最突出的问题。 应力腐蚀开裂时没有任何变形，属于突发性的，所以后 果极其严重。
不锈钢在使用条件下产生应力腐蚀开 裂的影响因素：a、应力性质、大小及结 构特点；b、钢的成分和组织状态；c、 腐蚀介质的种类、温度、浓度等。
2、敏化温度区间
奥氏体钢在加热到400~800 ℃时，对晶间腐蚀最为敏感。这是因 为，当温度低于400 ℃是，碳原子的活动能力很弱， Cr23C6析出困难 而不会形成贫铬层；当温度高于800 ℃是，晶粒内部的铬获得了足够 的动能，扩散到晶界，从而使已形成的贫铬区消失。在400-800 ℃之 间，既有利于Cr23C6的析出，晶内的铬原子又不能扩散到晶界，最容 易形成贫铬层，对晶间腐蚀也最敏感。一般称400~800 ℃温度范围为 敏化温度区间。
防止应力腐蚀开裂的措施
正确的选用材料 高纯铬-镍奥氏体不锈钢、高硅铬镍奥氏体不锈钢、铁素体-奥氏体双相钢、高铬铁素体 钢等。这些钢的耐应力腐蚀能力，大都是在质量分数 42%夫人沸MgCl2溶液中进行试验而测得的，因此，认为 这些钢在任何介质条件下都具有良好的乃应力腐蚀性能。
消除产品的残余应力 可采用消除应力热处理或喷丸 等方法。
防止奥氏体钢焊接时产生热裂纹的措施
a、结晶裂纹： 1）严格控制有害杂质的数量，特别是硫和磷的数量。 2）调整焊缝金属为双相组织。在奥氏体基体上有5%左右的铁素体 相时，裂纹的敏感性大大降低。 3）合理的进行合金化，特别是在含镍不锈钢中。 4）工艺上的措施，尽可能减少熔池过热和接头的残余应力。
b、液化裂纹： 液化裂纹主要出现在25-20钢中，主要通过工艺上的措施来防治，减 少母材过热，抑制晶粒长大，同时要严格控制母材中有害杂质的含 量。
裂纹产生的原因 奥氏体钢对热裂纹比较敏感，主要是由冶金因素 决定的，即由刚的化学成分、组织与性能决定的。其一，由于奥氏 体钢是单相组织，焊缝从凝固冷却到室温不发生相变，很容易形成 方向性很强的粗大晶粒，为低熔点物质的偏析与聚集创造了条件； 其二，奥氏体钢中合金元素品种多，数量大，不仅硫磷等杂志会与 铁形成低熔点共晶，合金元素之间或与杂质之间也可以形成低熔点 化合物或共晶。尤其是Ni元素作用最为明显。产生的裂纹主要有两 种形式，结晶裂纹和液化裂纹。
奥氏体钢的焊接
奥氏体钢 的焊接
奥氏体钢的 分类及特点
奥氏体钢的 焊接性
奥氏体钢的 焊接工艺
一、奥氏体钢的分类及特点
（一）奥氏体型不锈钢的分类
按铬、镍 元素含量
分
18-8型钢
18-12型钢
25-20型钢
铬锰低镍型
（二）性能特点
➢18-8型 应用最多的奥氏体不锈钢，这类钢由 于含镍量低，常温时形成奥氏体不稳定，因而 冷作硬化倾向较大。 ➢18-12型 在各类酸中耐蚀性较强，一般可作 为耐酸钢使用。 ➢25-20型 这类钢的铬镍含量都很高，具有很 高的高温抗氧化性、组织稳定性和耐热性。 ➢铬锰低镍型 这类钢也具有良好的塑性、韧性 和工艺成形性能，强度较高，焊接性良好，但 耐蚀性和抗氧化性略低，冷作硬化倾向交大。
二、焊接性
奥氏体不锈钢在任何温度下 都不会发生相变，对清脆不 敏感，在焊态下奥氏体不锈 钢接头也有较好的塑形和韧 性。焊接的主要问题是：各 种形式的腐蚀、焊接热裂纹 等。此外，因导热性能差、 线膨胀系数大，焊接应力和 变形较大。
主要 问题
（一）、各种形式的腐蚀
➢晶间腐蚀
1. 晶间腐蚀产生的原因