不锈钢的焊接
第7章锈钢及不热耐钢的接焊第 章不7钢锈耐热及钢的焊接
不
钢定锈义
原义
型仅:在无指染污大气的环境能中不够生的锈 ;钢 惯习:型不钢与锈耐酸腐能蚀的耐酸锈钢不统的称 定义。:高在温下工的作叫耐热钢, 钢耐钢是抗热氧 钢化和热钢强的总。称 分:类抗氧钢化热强和钢。
热钢定义耐和型
类
魏艳红南京航空 天大学
航
按用
分类途
1()不钢 锈:要耐求学化质的介蚀腐,对强度求要高不。包括 高钢(铬C1r型)3、镍钢(Cr1铬N89iT)i、铬氮锰钢 (rCl7n6NM5iN)。等 2)(氧化钢抗:求要高温下抗在化或氧气体介耐腐质蚀 。括包铬镍(钢r25Ci2N0Cr2、N5i20S2等)、高铬i 钢C(l7、Crr25T等)i。( )3热强钢要求在高温:有较好下氧抗性、化耐性和蚀 具较有的强高度包。括铬高钢(镍C42rN52i0、 C1r4i1N42NoM) 等以Crl2为基的多元合金化和铬 高(钢1rCl2oWV)M 。教学中:本锈不钢及耐钢
热7章第锈钢及不耐热钢焊接的
7.1
不 锈钢及耐热钢的分成性能
与
7.1.1不 锈钢耐热及的成分与钢类 7.1.分2 锈钢的耐不蚀性腐 能.17.3不锈 及钢耐热的力钢性能
学
7.
奥氏体钢2及热钢耐焊接的分性析7 .3不 钢锈及耐钢的焊热工艺接
.7.1不锈1及耐热钢钢成分与的分 类型典不锈钢和热钢的主要耐学成分化
国产牌号1 Cr1 71C1r 03r1C8NiTi 90C25riN2 000r2C5iN5M2 N oC017NriAl7 际国牌号43 41003 2 310S1- 613 质量分 / 数%C ≤ 012.≤ .10 50≤.70≤0. 08 ≤.03 00.0≤ S9 ≤0i.7 51≤0.0 1.≤00 ≤.001≤ .10 0≤.001 M ≤n1.0 01.≤00≤2. 00≤2. 0 02.≤0 0≤1.0 0rC 16.~01.08 115.13~0. iN - -它 - -其Ti :0.5 ~.70- - lA: .7501.5~
7
1.1.锈不钢耐热及钢的成与分分 典类不锈型和耐钢热的钢主化学要分成
铬在化氧性介质可中成形密致、定稳的化氧;膜 rC铁是素体形元成素;当 Cr>21%时,合金电的电极发位突变(增生加),抗 蚀腐性能增加一般。求不锈钢中要Cr 的>1%。
37.0~1190 .800~.11.02 .04~6.2 01.092~.02 420~2.6. 16.00~8.0 15.0~80 6.5.~.7
15
7.
11.不钢锈耐及钢的热分成分与 典类不锈型钢耐热钢和主要的化学分
成71..不锈1及耐热钢钢成的分分与
镍类是也锈不钢中的重要元 N素i1>%5时对,酸硫盐和酸有很高耐蚀的性; 镍能提钢对高碱、盐和气大耐蚀的;性 镍是大扩 区γ元素的在Cr,=81%钢的加中入 i≈9%,在N溶处理条固下件得可一γ 单。 碳相是降低蚀性的元素耐 。、Vi、SM、oi、TN、N、bC在u一条件下可定提高 料耐材性蚀
。
1铁素体钢、
按
组织照分
类
使用状态以下索体组织铁主为,Cr=含1%130- %高的钢属铬此于类如1C,r170,C01r2, C0r13,Cr031Al主要用 作抗化钢。氧作为氧化钢,可用抗
于燃 气透平缩压叶片、退机火箱淬、火用部件、 炉用温高部、件嘴喷等; 为作不锈钢可用于生产硝酸,的工设化备、 热交换器酸、、槽送输道、贮槽等。管合金 素元以r为主,不含C奥有体化氏元素N等i
7.1
.不锈钢1及耐钢热的分成与分类、2
氏马钢体
7.
1.1不钢锈耐热及钢的分成分类3与
、
按组照织分类
奥体钢氏
按
组照织类分
包
括r13C系以及rC1为2基的元多合化钢金。主要用铬 金化合,因而在氧化只介质性中耐蚀,在非化氧介 性质中蚀性耐低较 。低碳lrC13 、2rC13除具钢有定一的蚀性耐,还具有优良外 的学力性,能主用作要耐蚀结零件。 高构碳Cr313、4 rC3钢强度1和耐磨性提高,但蚀耐性降、主 要低用于术器械手刃具。 及马体氏耐热典钢型钢号的有C112rMWoV,多用于等造制00℃6以 下力较大的零件受 。在质状态调下用使 以。合金元C素为r主不,有含奥氏体元素化iN
。奥氏 体生钢量和产用使量占不锈约及钢
热钢总量的70%耐。 C如18Nir系8 列简(称818)中的 -0Cr8Ni9、0CrllNil82MoT3等,i要用主 于耐条件下;蚀 C 25Nri0系列(简称25—220主)用要抗 作氧化和钢强钢热。 以C r+iN为主要金元合素,iN8-2:0%
7.
1.1不钢锈及耐钢热成分与分类的4、铁素 体奥-体双氏相钢
7.
1.不1钢锈耐热及钢成的与分分类 (组织分类)
按5 .淀硬沉钢 化沉 硬淀化又称钢HP锈钢不,最典的型有 马体沉氏硬淀钢化,如 C0r17N4Cui4简称1(-74H); P 半氏体沉奥淀硬化钢如0C,17Nr7il( A简称177P-)H。类钢此经均效处理进 行时析了强出,化要主做高用度强不 锈钢
。
铁素体
占6%04—0%奥,氏占体04—60%%。具有特 殊的抗点蚀及抗应腐蚀力开裂能。力典 的型相双:钢5-25(Cr25N220)i18-5 (00C、l8Ni5ro3Mi2S)22、-(050r22NC5iM3o)N, 成与分8-1钢相8,增比加Cr,降了N低i,的还加有入 一的定oMS和iN等、元素 主要用。于氯含子离环的,境如石油化工、化、肥造、 等设备。 纸合元金素rCNi++M等,No:i%左5。右
按照组织
分
2类
第章不7锈钢及热钢耐焊接
的
7
..2 不1锈钢的蚀性耐
7能1.不 钢锈及热耐钢的分与成能
性
.17.1 锈不钢及热耐的成分与钢分类7. .2 不1钢的锈腐耐性蚀能 71..3 锈钢不耐热钢及力的性学能
7.2 奥氏
钢及体耐钢的焊接性分热析7 3 .不钢及耐热钢锈的焊工接
7.艺.12 不钢锈耐蚀性的 1. 均匀腐蚀能nufori cmorrsoon
i
7.1.2 锈钢的耐蚀性能不2 . 点蚀缝和腐隙
蚀
在接触蚀介质腐的全面表匀进行均腐的。蚀 过其程以可是学腐蚀化,可也是以化电学蚀腐。结 使金属变果薄最后使,构穿结或孔发类生于似载超 起引破坏
不锈钢的硝酸与氧
等化性作酸用在表,能面形成稳定的 钝化,层易产不生腐。蚀 不锈与钢硫酸等原性还酸相互作用只含Cr的马氏,和体铁素体 发钢腐蚀,生而含C既r含又iN奥的体氏钢具则有 好的耐良腐蚀。性 在含l-C子离的介中,质奥体氏也容钢易发生蚀,腐而 相双锈钢的不腐蚀性耐与氏体钢相奥。
近
点 蚀常因 l离子的C存而使在钝化局层部坏破以致形 成腐坑蚀,至甚孔的现象。 缝穿腐隙蚀 属部件在介质中金由于,金与金属或属属与金非 属金间之形特别成小的缝,使隙缝内隙介质处 于流状滞,引起缝态金属的加速腐内蚀。
.1.7 2锈不的耐钢性能 蚀.3晶间蚀
腐
7.
1. 2不锈钢的耐热性 能.晶间3蚀腐
晶间腐蚀
腐
晶腐蚀蚀从间表面沿晶边粒向界内发 展,外表没有腐蚀象迹但,界沉晶积 疏松腐的产物。蚀 晶腐蚀间常于奥见氏体锈钢不,对它晶 腐间蚀敏感程度与其的分成加、热温度 和时有间关
。
3
71..2 锈钢不耐的性能蚀 3晶间.蚀
腐
7
1.2. 不钢锈的耐性蚀能3. 间腐蚀晶
1
-88奥型体不锈氏钢在5048~05℃度温范围 内热后对晶加腐蚀最间敏感,为常通这一温度把区间 称敏温化区度间在,区此内间热加过的 称程为敏化程过。敏化 温随度钢含的量碳变的化而变,碳含改量越高出现 晶间腐的温度蚀限越高,上化敏时 间钢随的含量的降碳低而长延
。
对1于-8奥氏8钢体如果,在役服程中过45经~805℃ 的0加热程过即晶,所粒谓“敏的加化热”由,在于奥氏 体中超出溶当度的解会碳向界扩散,晶且C的而 扩速度散较快,奥沿体晶界氏就会沉淀C出23Cr或 (6F,Ce)r3C2(6常写成23M6C,使晶界)r含量降C。 此低晶内的时r原子向C界扩晶散但是由,于扩散其速 比较度慢不,及时能充境补C界的r缺短,致以使晶界层含C 量低于12r,%所谓即“贫铬的”。此时如 到化学遇腐介蚀,质将沿会晶发生腐界蚀。
7..12不 锈的耐钢热性能4 .应腐蚀力
.712 不锈.的耐蚀钢性能
高金提属蚀性的措耐
施金属
拉应力在和定的化特介质共同作学下,经 用过段时一间后产生的所应力低断现脆象。一般 ,地力应蚀是腐腐蚀介质在和料材定组特 合件条下生的。对产奥氏体于不钢,产锈生应腐 力蚀的质介是有Cl含-离和氧子的液,而且溶C- l离子和的氧浓要度适。 奥氏合不锈钢体氯耐化应物腐蚀性力能其随Ni含 的量加而增强,铁素增体不锈比钢氏奥不锈体具钢 更好的耐应力腐蚀性有,能双相锈不中钢相δ为 40%~0%时5有最好的具应耐力腐性能。蚀
使钢的面表成稳定、牢形、 固致均匀的密保护膜 使得到钢一的固溶体。 单 提固溶体的电高极电。位
7.
.2 1不
锈钢耐的性能蚀提高
金属蚀耐的性措
施
.71. 2不锈的耐蚀性能
钢提高属金蚀性耐措施
的
铬氧化在介质中性可形致成、密定的氧稳膜化; 当rC12%时>合金的,电极电位发生突。变一 要求不锈钢般中的Cr >3%。
1
镍是不锈钢也的重中元素要 N >1i%时5对,硫和盐酸有很高的酸耐蚀性; 镍提能高钢碱、盐和对气大耐的性; 镍蚀是扩大 区的元γ,素在r =18 %C钢的加中 入i≈N%,9在固处理条溶件下得单一可 γ相。碳是降 低耐性蚀元素的 V、。i、MS、oi、NT、NbCu、在一条件下定提可高 材料耐性蚀
。
4
7
.13 .不锈钢耐热及钢的学力能 表7-2 性常见不锈的力学性钢数据
类型 能铁体素 钢氏体钢马奥 氏体钢 号 牌C1r71 0r1CAl3 1Cr31 1r18NC9ii T0r2C5iN20 0C1rNi77A l00C26NirM52 热处理o状 退态处火理 退处火理 溶固理 固处处理 溶淀沉硬 化 双钢钢相565℃时 效51 0℃效时固 处理 溶服强度屈σ0 . /MP2 a250 1572 502 5 0025 3089 061 30039 0抗拉强 度σb /MP a45 401 0404 502 205 013 1040 121305 90 伸长 率δ /% 522 20 0 42040 2 30~5 4 02
7
.1. 不3钢锈耐热及的钢力学能性 1 .锈钢不力的学能
性不锈钢常的温力性能学其微与组观织结构着密有 的关系切不,的同织状组态对应着不同的学性能。 马力氏体在钢火退态状下度强,低性塑韧性好,是 一经淬但处理火显示,出很的高伸拉强度同时,性塑韧 性降。低铁 体素钢没有淬硬,拉伸强度几性与乎碳钢相同素 ,但般一韧性低。较 奥体钢拉伸强氏高,度塑性性韧也,好屈服但点 低。较锈不在供钢货时因处理制度热不同在常,温 下具有不同的学力性。能
7.1
3 .锈钢不及耐热钢力的性学 能.2耐热钢的耐热性能
7.
1. 3不锈及耐钢钢热的学性能 力.2耐热 钢耐的性热
高温强能度 指钢 在温高长下工时作对断裂时抗的力持久 强(度和)塑性对形的抗变(力变抗力)的蠕能 。 力 高提强性热途 (径)固1熔强化基 体入加M、WoC、等o元素。( 2晶)界强化 加入量的硼适、等锆素元在,晶 形界难成熔合物化。( )3淀沉化 强过从饱固溶和体析中强出化,如碳相 化、氮化物、硼化物物。等
高抗温氧化
性
耐热性能
是在高指下既温有抗化氧或气耐介质体腐 蚀性能的,同时又足有的强够度 。为钢使在温高下具耐氧有和耐化体介气质蚀腐的性 ,能必使钢须面不表能形疏成或易于松裂的 破FeO3、Fe243氧O化。 膜在中添加钢rCAl和、Si等合金素元在,钢表面形成结 构致密有牢固而的Cr23、Al2O3等O氧膜。化金 抗氧属化性取于决与氧金属面表在温高反应生下 的成氧化层的定稳性、致性密以与及体基金属的结合力。
7.1.
4不钢及耐锈热的钢
物理能性
类 牌 号型密度 ρ/( /cgm) (23℃) 07.7 5.77 7.4577. 758. 308 .30 803 .8.3 708. 6比容热 /сJ/((·g℃ ) )0(100~ ℃ 0.46 ).00 0.4560.4 6.5000. 0 5050 0.50.0.5 0导系数热λ (/W/(m· ℃)c) (001)℃0 .270 2.1 .05 022.5 .0510. 61 .04 0111 0..5 9胀线系 数/(1α-0/℃6) 0~(100) ℃阻率 电/(10μΩ· 6mc)(2 0℃ 61 )7657 5 72 54 77 99 13
8特点
铁
素钢
体0
Cr1 4C3r2N
51.0 108. 49.9 0.311 69.16 7 14.. 4412.11 .
7氏体奥钢的热导数系约低为碳的钢三分一, 而其线胀系之数低比钢碳大50%
马
氏钢
体1C
13r 2C1r
3
应和变力比形大较,易容出现焊热裂接
纹
818-奥氏 钢体 25-2 奥0体钢氏低 碳钢
0
rC1N9i011C 1rNi98Ti2 rC2Ni20 5C02r1iN20—
马 氏钢和体素体钢的导铁热系数为约碳低钢的二 之一分其线,膨胀数与系低碳大体相当
5
钢
第7章不锈钢耐热钢的焊接及7.
1 不钢及锈耐热的钢成与性能 7.分2奥 体钢及耐氏热的钢焊接分性析 7.2.1 接接头的焊织组转变 7. 22 焊接接头.耐的性 蚀7 .2.3 接焊接的头裂纹 .7 3不锈及耐钢钢的焊接热艺工
.271 .焊接接的头组转变 1织焊缝、组织的图
req为CrC当,是将量每种一素体铁化素元其按铁素 化体的强程烈度折合相成当C的元素r的的量总 和; iNe为Niq当,是将量一每种奥氏化体素按元奥 氏体其的化烈程度折强成相当的Ni元素的合的量 总;
Creq=和wC()+w(Mro)1+.w5(iS+).05(wbN+)3w(lA+5w)V( Nie)=wq(iN)+3w0C)+0(.7w8(Mn+)K((wN0.04))+5.03w(3u) C 式,K中与有关,Nw(当)=N.00~%0.2%,时=3K0; (N)w0=.2%~01.5%时2K,2=2w(;N=0)26.~%0.5%时3 ,=20。
K
72.1 焊.接接的组织头转变 、焊1的缝组图织必
为 了须合获 得 理合调整 的适焊 /缝 金 属 比组值 织,
7.2 1.焊接接 的头织转组变 、1缝的焊组图织
F凝固式:模 A凝固F式: 模+LL++ + FA凝固式: 模L+L++ + A固模凝:
7.式2. 1接焊头接的织组变转1 焊缝、的织组图
reCqN eqi
C-Nri的舍钢勒夫图 07Fe%Cr--iN二元伪图
7.2.相1焊接接 头的组转变织 、接头的组2织变转
平衡条下件在降,温程中 过以凝F模式进固凝行固凝, 刚结束固为时相的单δ铁体 素组织(中图-ca之)。间继冷 续却就会,进入+δ两相γ区γ 奥氏,形成于δ铁素体体粒的晶边界及亚 晶界 在平。条件下衡,却过冷程 中以可断发不生δ→转变γ, 到室温达时然保仍留有相数 量当的相δ即,成γ为+δ相两 织组
。wFe)(=0%6Fe的Cr--Ni合金伪元相二
图标有A/FA界线F焊的缝舍夫图
6勒
7..12焊 接头的组接转织 变、2接头的组织转
变
第
7不章钢锈耐热钢及焊接的7.
1不钢锈及耐热的成钢与性分能7 2. 奥体钢氏耐及热的钢接焊分析性 7.2. 1焊接接的头组转变 织 7.2.2
焊接接的耐头蚀性 7 .23 .接接头焊的裂纹7 .3 不锈及耐热钢钢焊接工的
艺
接焊过是不平程过衡,程冷却程 中过,→γ转δ是不可能变完进行全的 因,室温此得的到二次γ相的数量要少 得。 多样成同的分焊缝属金母材和焊, 缝中γ要相比材少母得多。为此,应 在双相该钢接焊采用时合超金化焊的 接料(材即奥含体氏化元多的素焊) 为好,材这样才能速加→γ转δ过程 ,使焊变金属与缝母材在观微构上结一致起 。 焊来后进短行时固溶处理使,得未 能分充转的δ变相可再进还δ→行转变 γ可增多一,γ些。相
w(e)=6F0的F%-er-CiN金合二伪元相图
7.
2.2焊 接接头耐的性蚀
1晶.腐间
蚀
7.2.2 焊接接头耐的性
蚀1.间腐蚀 晶焊缝 间腐蚀we晶dl inetrryctallcie ncrooriosn 影响区敏热区化腐we蚀l ddeayc 合熔刀状区腐knif蚀e ile antatck
接头在蚀腐介质作用下易生产沿晶边界的粒间晶腐蚀。
18-8不锈
钢焊接接头能可现晶出间腐的部位蚀a – 焊缝区 b –HA敏Z区 c化 – 熔区合
81-不锈8焊钢接头可接出能晶现间腐的蚀部位 –a焊 区 缝b H–AZ敏区 c化 熔合–区
7
2.2 焊.接接的耐蚀头
晶间性蚀-焊缝区腐间晶腐蚀
氏奥钢焊接体头接耐性
晶蚀间腐蚀产原因
生
贫铬论
理
普
通18的8-型氏奥钢焊体缝的间腐蚀晶 通常多在层多焊的道况下出情,现后 一焊缝对层前层焊一的缝加处于热敏温 化区度域时,在界晶容上析出易的铬碳化 物形成贫,的晶铬粒界。 边果焊如缝面与腐表蚀质介触接则,产 将晶间生蚀腐。
固
状熔态下碳以,饱过形式和解溶于固γ体;熔 加时热饱和的过碳以C23r6C的形沿晶界析出; C式23rC6析的消出了耗量的Cr ,大而使晶界附因C近r 到降于钝化低需的最低所量12%(; )贫层铬电的电位比晶粒内极得低多;当 金与腐属蚀介接触时质形,成微了电池,电极电位低 的界晶为阳成极被并溶。解 加被到400热-80℃时,对晶间腐蚀0敏感。在此温 之度,既间有于Cr23利C析出,6晶的内铬子原不能又散 到晶界扩,容易形贫成铬。
7
层7
2..2 接接焊头耐的蚀
晶性腐间-焊缝区晶蚀腐蚀间
7.
2.2焊 接头接的蚀耐
晶间腐蚀性-缝焊区晶间腐蚀
防止晶间
蚀腐的主要施措
防
晶止腐间的主蚀要措
施
选择超低(碳(wC)0.≤03)或添加%和铌钛等固 碳素元焊接材的,料降母低材和焊缝中的
成形奥体-氏素铁双体相织组焊缝,使焊缝的由
一的γ相改单变为γ十δ双相
含 碳量;
合选择焊理接工艺,少减化温敏度围范停的留时 ;间焊后将 件工加热到150~0150℃固1溶理处后 淬,火晶使界上的碳物化溶入晶内粒,部成 形匀的奥均体
氏组织
。
焊缝中δ相对间腐蚀晶道的通影响
72..2 接接头的焊耐蚀性
晶腐间蚀-热影区响晶间腐蚀
7.2
2.焊接接头的耐蚀 性晶 间腐蚀-焊接头的接口腐蚀
刀
在通的普818型-奥氏体钢焊接热的影区响会 生产间腐蚀晶主要,出在现接热影焊响中加区热 峰值度温处6于00~100℃0区域。 的生晶间腐蚀产原的,仍因该区是内奥体氏晶 边粒析出铬的界化物碳造所的。成防 措止
施
选择低超或碳含T、ibN奥氏的体不锈钢母,材或 选择者含有少铁素体的双量不相钢母锈材;选 小用能线量快速、却冷的接工焊艺
等818Ti奥氏体不-钢锈头熔合区接的上刀状蚀
7腐.2.2 焊接接的耐头性蚀晶间
蚀-焊接接腐头的刀腐蚀口
7.2.2焊 接接头的蚀耐性晶
腐蚀-焊接间头接刀口腐的
蚀
发生只于含有定稳剂钛铌的、氏奥钢 体的焊接头接上。腐 部位蚀在热影响的区热区过腐,蚀一 直人深金属内到,因形状似部刃而刀得名。 刀 状蚀一般腐生在焊发再后在敏次化 度区温加热时,间高温过即热中与敏温化 续连用作的件下。
条
含定剂的稳锈钢不固熔处理,的度温于C高23Cr的 6解温度,溶于低i,NbT化碳物解温溶。此时度钢 的中rC23C全6部于熔固熔体因此大部分,与碳钛或铌结合 成iT或Nb CC,这 叫定稳化理处。焊 时,接热区过峰值的温高度达2010℃以上该 区的,TC熔i入氏体,分解出奥的碳在却冷过程偏中 聚晶界在成过形饱状和。态 钛而则扩散能因远力比碳而留于低晶内。接头当 在化敏度温间区次加再时热过饱,和碳的在晶间 C以23Cr形式6析出形,贫成铬。层
8
母材焊接在前之固为溶处理态 (状1050~1105℃溶+水淬)固,M 23C6部固溶而全消,而TiC失 于不由固溶能存而;在 接时,焊加温热超过度2010℃的熔 合部位,TiC发区溶解,生其 量含低(焊降态; )游离Ti和C的原将子全固溶部于 晶粒相。内却冷时部,固分溶碳的 子原扩散偏并聚于相界处晶Ti来,不及 扩而保散留原地,因而C在将 晶界附近在处于饱过和状态; 随后的在100~600℃0敏的化度 区温间内饱和的C与Cr,在界结形 晶C成r3C62碳型化物,从造而成该区晶粒边界的 铬贫现(焊后象化)敏
7
.22 .接接焊的头耐性
蚀晶腐蚀-焊接接头的间口腐刀
蚀防止措: 施(1最)好用超低碳采不钢; 锈2)(少减缝近过热区, 尽 量用选较的线小能;量 3)合理安(焊排接顺序 在多焊与双层焊面时一后
条焊缝热的用作有,可对先能焊焊的过热缝区到 起敏温度化加热作用。的为,此面焊双与腐蚀介时质接 触的焊应尽缝能可后最接焊
。
.72.2焊 接头接的耐性蚀 .2 点和蚀应力腐蚀
72.2 .焊接头的耐蚀接性 2. 蚀和应点腐力蚀
蚀
点
力应蚀
腐
点蚀指金属是面表生产小孔或状坑状小腐蚀的,其 直径般一等于或于小深度在,腐区蚀内生产电学作化用所 致 。点主要蚀不锈钢在是含有l离子的C液溶中其表面,钝 膜化由某于原因导种致部局坏破如,织组缺、陷表面机械损 伤,等在坏破形点成了化电腐学。 蚀Cr、o偏析M等分不均匀成导会致点,如熔蚀区及其 合他枝晶偏析 不区钢锈接焊接的点蚀常成为应头腐力蚀的裂纹源。
金属
应力和在蚀性腐介质同共作下,所用生的发蚀腐 破坏叫力腐蚀应裂。 开导致应力腐蚀开的基裂因素本
应
力存在是产的生力应腐蚀裂的必开要件条 奥氏钢体比素铁体或马钢体钢氏应力腐蚀更为敏感。发对 应力生蚀开裂腐介质的要有氯化物水溶主液、水、H海S水2 溶、液水蒸等气 双相不钢焊接锈头接具优良有耐的应力腐性蚀 铬镍能氏体奥不锈钢应力蚀开腐裂产的温度范生 50—围30℃
0第7章不锈钢及热钢的焊耐
7接1 .不锈及钢热钢耐的分与性成能 7.2奥氏体钢 的焊接性分 析7 ..21 接焊头接的组转织 变7. .2 2焊接接头的蚀耐性 7. 2.3 焊接接的头裂纹7. 不锈钢3耐及热的焊钢接工艺1)
7.23. 接接焊的裂头纹
1.裂纹热产生原-
因奥体氏易钢于联结生形晶成向性强的方状柱组晶织,促 使成形晶间液;膜 焊缝凝从固却冷室到温不发相变生,容很易形成 方性很强向的粗大状晶组柱,为织低熔物质的偏析 与集中创点了条件。造奥 体钢中S、氏PN、i 、、 BiS元素促进等纹产 裂生 由于。氏奥钢体热率低,热导胀膨系数大局部,加 时温热度分不布均,匀收缩大等都将量接使头冷在却过 中产程较生的大应力。内
2)
)
3)4
9
7.
.2 焊3接头接裂纹
的1.裂热-凝固纹织组影的响
7.
23. 焊接接头的裂
纹1热裂纹.凝-组固织的影 当响金以F或合A模凝式时,只形固单相γ成氏奥体组 或织铁δ素组体织,而且粒晶粗,容易造成 元大素析,偏而增大从热裂倾向 当合金;A以F式模固时凝,相的存δ不在足阻以γ 相碍枝晶生的长,样同会产生大粗的枝组晶及织偏 ,热裂倾析也大; 只有向金以合A模F式凝固,时成形初的δ生相呈 虫状,蠕能碍阻γ枝晶相的分发充,细展晶化粒 ,减元少偏素析,因热裂而倾向低最。
F
凝固式:模 F凝固A式: L+L模++ + AF固模式凝:L L+++ + A凝固模:式
7
%0e-Fr-NC伪i元二图
相7
2.3 焊接接.的裂纹
头1热裂.-纹固凝组的影响
织7
..3 2焊接接头裂的纹1.
裂热-凝纹固织组影响
的
标有FA/FA限的舍夫界图勒 WRC-1992焊缝织图
C组rq/Neei>q1.=5可,有防效凝止裂固纹。增加
CreqN/eq,δi相数量越大 δ数,量作间为判据,实接上主要 际凝是固式模影响。δ 数量相“用铁体数素”定目量表述,成F写0N、NF、 1HF…3…FN00。
71..3 2接接焊的头裂
纹1热.纹裂凝固-织组影的响
1-88钢reC/Niqqe处1于5.2.~0之 ,轻间易会不产裂纹; 25生2-系列0奥氏体, 钢CrqeN/ieq 〈15,.含iN高,其越值越小, 所以比有显的明热裂纹倾; 决定向凝模式固的rCqeN/ieq热裂 是的基本判据纹。焊接 热响影热区纹裂 与Crq/Nieq的关系
e7..2 焊接接头3裂的
1.热裂纹纹化学成-S分P、有等元素
害 素 元 PS 在氏体奥中含量/% 005 0.2. 温度/0 1℃635 250 1铁素体在中 量含/ 0%1.4 16 温度.℃ /361 51250低 点共熔 结晶 构共F晶eFe-S共晶 N-iiNS
晶共e-FFeB 2共N晶iNi-B2共 晶(F,e rC2)B-
熔点℃/ 898 30 6104 875 817711 401116 01 12296 9964
B0.
05
0381
0.51
13
8
共1晶F-FeeP 3共晶N-ii3PN 富N-Nbi
相晶F共-Fe2Si e晶共NiS-iN3Sii2NiSi
Si
1.
1
5301
10.5
0300
1奥在氏体溶解度低,容形易低成点共熔晶
10
.27.3 焊接头的接纹
裂1.热裂--防止途纹径
)严格控1制害有质杂主,是硫、要磷数的量 )2整调焊金缝为属双相织组 )3合理进合行化 a金 在)相单奥氏钢体适当增加Mn中含 量b)合金化须 虑考它其素元的作用。如焊缝果是十γδ 相双织组,在 加nM影不响焊组缝织状态时有利,于控制S 有的作用。害但若加nM使δ相 消失,裂抗能反 而力降低对单。相组γ织,加增使裂纹硅向倾大;增而 γ十δ 双在焊相缝中加增Si由,于S是铁素体化i素, 元反而使抗能力裂提高4 )艺工上的施措 定制焊工艺接尽时能可减熔池少过和接热残头余力应
7.2.
3 焊接接的头裂纹
2冷、纹
裂国牌产号1 r17C 1rC31 C018rNiT9i0 rC5N220 0i0r25Ni5MC2 oN Cr10Ni7Al7 国际号 43牌04 0 132 1301 S- 61 质3分数 / %量C ≤ 0.21≤0.1 5≤0.07≤0. 8 ≤00.0 30≤0. 9i S0.75 ≤≤100. ≤.100 ≤1.00 ≤1.0 ≤1.000Mn ≤ 100 ≤.100 .2≤.0 ≤200. 0≤200. 1.0≤ 0C 16r.0~8. 10 1.5113. ~ 1070.~9. 1 04.0~22. 6024. ~026 .0 6.01~8. 0 1iN- - 8.0~110 0.1 .9~02. 205 0.~.806 .~75.5 其它 - T-:i0.5 ~.0 - - A7l:0.7 ~5.15
.72. 焊接3接的头纹
裂2冷裂、纹
第
7不锈钢及耐热钢的焊接
章
冷裂纹要主出在马氏现体焊接接头中钢由于。含 量碳高,极大地高了其淬提硬性,因不而论焊 前原始状态的如,冷却何速较快时度焊,接 接头熔的合及其附近的热影区区总响形会成 硬的淬氏马组体。 织随碳量含增的,导致马氏加较变体温度Ms(点)下 、降度提硬、高韧降低。随着性淬倾 硬的向大增接,头冷对也裂更敏感加尤,在有 其氢存时,在氏马钢还体产会生危更险氢致的 迟裂纹延。
7.
1锈不钢及热钢耐成分的与能性 .2 7氏奥钢及耐热钢的体焊接性分 析 7.21. 焊
接接头的组转变织 .7.2 焊接接2头的蚀耐 性7 2..3 焊接头接裂纹的 .37不 钢锈耐及钢热焊接工艺
7的.33. 奥体氏钢的接工焊艺
7.
3. 3奥体钢氏的焊工接 艺1、焊材接料
7表- 5些一典奥型体氏及其组钢配的敷熔属
金母 材 0r18NiC11iT 1r18CiNTi 90C0r91N11 0i0rC91N1iMo331Cr18Ni1 2o3MT 0iCr17Ni1M2o20Cr1 N81iMo22u2C2 C25rN20iiS2 熔 金 敷属0 C21riN9Nb ,C0r18iN9SVi 13C19Nir01bN, 1C16Nri9M2 00orC21i1N0 0Cr002N1iMo3, 003C2r3i13MN2o 1rC8N1i01M3noMV2 ,rC19i12NM2obN 0C19ri12MoN2bN00Cr 9Ni114oM2u2C Cr22Ni518n7M ,C12rN51iS8i2B组 织 γ +δγ+δ γδ+γ+ γδδ+γ δ +γ+ γ (δδ0.
根据钢的具体
分和成役服件以及对焊缝金属条性能的要求 择选焊材接料 考虑;Cr和iN当量、腐环蚀与介质境高温性能、、抗氧 化能性要求;等 可以照按同质“焊材接”原料则“微超和金化焊合接材料 来选”与确择定; 根焊接据材料的具体成及分其动范变确围其定与材母的匹 配是否适 ;用 必考须虑材的稀母作释用否则会,使焊缝合的化元金素含量 降,低以得难到想的理固凝式和室温模相组 双织,而不因能证保焊缝金的抗属裂能。性
2
C2rNi205
2
C2rNi21Mo62
11
7.
.33奥氏体 钢焊的工接 艺.2焊 工艺接要点
7
.33.奥氏体钢的 焊接工 2. 艺接工艺要点焊
焊接
法方奥 体钢氏焊接方对没法什有特殊么求要一般的, 焊电条弧、焊IGT焊M、I焊、埋弧G等焊法均可采方 ,只用根据要接的生焊产效和质率要求加量以确 即定可。 焊接热输入 合理控制焊 规接参数,避范接头免产生过现象热。因为奥 钢导氏热数系小,量热易散失不容易对, HZ造A成过; 热 阻电高率焊条,在尾存红焊接,电不流过宜。一 高般而言,接焊用所的接电焊和焊接热流入输焊比接碳 钢要小02%左右。
预
热后和热
奥氏体焊接时,通常钢不要需焊前预,热不也需 焊后热处理,要且而应适该加当快却,严格冷制控较低的 层温度间,还应避免交叉该缝焊。 缝的化学成分焊变对化缝组织焊影大,为响确理 保想的缝焊组,必织须证焊保缝的化成学分稳。定因此 ,该尽可应能制控接工艺,以保焊熔证比稳合定
。
保证合熔稳比定
7.3. 奥3体氏钢焊的接工 2. 焊艺接工要点
复艺习题
护原保件表面状态
焊
焊
前焊和后清的工理,常会作影耐响性。 蚀后焊采用不钢丝刷锈理清奥氏体双和不锈相钢接, 反而会产生点头,蚀此因须慎必重待对清工作理。 意随引造弧的成击弧,锤敲击铁、打冲等,都眼腐是蚀 源,根予应禁。止控 制焊缝施焊次序,面使向介的质焊在最缝后焊施 ,是保护措也之一施,避免面以对质的介焊缝其热及
影 区响生敏化腐蚀。
发
分析氏奥体锈不钢接焊热纹的敏感性 什裂是么氏体不锈钢晶奥间腐蚀?现出的位部 其原及因 什么?是rCeq和Nei? 舍夫勒q图作用的?
1
2