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鐵素體型不銹鋼以18%Cr鋼為代表。在含碳量低的情況下有良好的焊接性能,焊接裂紋敏感性也較低。但由于被加熱至900℃以上的焊接熱影響區(qū)晶粒顯著變粗,使得在室溫下缺少延伸性和韌性,易發(fā)生低溫裂紋。也就是說,一般來講鐵素體型不銹鋼有475℃脆化、700-800℃長時間加熱下發(fā)生б相脆性、夾雜物和晶粒粗化引起的脆化、低溫脆化、碳化物析出引起耐蝕性下降以及高合金鋼中易發(fā)生的延遲裂紋等問題。通常應(yīng)在焊接時進行焊前預(yù)熱和焊后熱處理,并在具有良好韌性的溫度范圍進行焊接。
奧氏體型不銹鋼以18%Cr-8%Ni鋼為代表。原則上不須進行焊前預(yù)熱和焊后熱處理。一般具有良好的焊接性能。但其中鎳、鉬的含量高的高合金不銹鋼進行焊接時易產(chǎn)生高溫裂紋。另外還易發(fā)生б相脆化,在鐵素體生成元素的作用下生成的鐵素體引起低溫脆化,以及耐蝕性下降和應(yīng)力腐蝕裂紋等缺陷。經(jīng)焊接后,焊接接頭的力學(xué)性能一般良好,但當在熱影響區(qū)中的晶界上有鉻的碳化物時會極易生成貧鉻層,而貧鉻層和出現(xiàn)將在使用過程中易產(chǎn)生晶間腐蝕。為避免問題的發(fā)生,應(yīng)采用低碳(C≤0.03%)的牌號或添加鈦、鈮的牌號。為防止焊接金屬的高溫裂紋,通常認為控制奧氏體中的δ鐵素體肯定是有效的。一般提倡在室溫下含5%以上的δ鐵素體。對于以耐蝕性為主要用途的鋼,應(yīng)選用低碳和穩(wěn)定的鋼種,并進行適當?shù)暮负鬅崽幚?;而以結(jié)構(gòu)強度為主要用途的鋼,不應(yīng)進行焊后熱處理,以防止變形和由于析出碳化物和發(fā)生δ相脆化。
雙相不銹鋼的焊接裂紋敏感性較低。但在熱影響區(qū)內(nèi)鐵素體含量的增加會使晶間腐蝕敏感性提高,因此可造成耐蝕性降低及低溫韌性惡化等問題。
對于沉淀硬化型不銹鋼有焊接熱影響區(qū)發(fā)生軟化等問題。
綜上所述,不銹鋼的焊接性能主要表現(xiàn)在以下幾個方面:
(1)高溫裂紋:在這里所說的高溫裂紋是指與焊接有關(guān)的裂紋。高溫裂紋可大致分為凝固裂紋、顯微裂紋、HAZ(熱影響區(qū))的裂紋和再加熱裂紋等。
?。?)低溫裂紋:在馬氏體型不銹鋼和部分具有馬氏體組織的鐵素體型不銹鋼中有時會發(fā)生低溫裂紋。由于其產(chǎn)生的主要原因是氫擴散、焊接接頭的約束程度以及其中的硬化組織,所以解決方法主要是在焊接過程中減少氫的擴散,適宜地進行預(yù)熱和焊后熱處理以及減輕約束程度。
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