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304不锈钢圆钢的焊接特性

Date: 2017-06-25

304不锈钢圆钢是使用最为广泛的不锈钢圆钢,这和它具有良好的机械性能、耐腐蚀性能、焊接性在高合金钢中被认为是最好的有关。

铬-镍奥氏体不锈钢圆钢具有良好的焊接性、无淬硬性,因而在热影响区内无淬硬现象,同时也无晶粒粗大化。但在焊接中存在焊接接头腐蚀的问题,碳化铬的形成,降低了焊接接头抗晶间腐蚀的能力。

304不锈钢圆钢焊接接头有焊缝晶间腐蚀和母材上敏化腐蚀的情况。

304不锈钢圆钢在450-850度加热时,具有晶间腐蚀倾向,这一温度范围称为敏化温度区间。

焊缝晶间腐蚀可有两种情况,一种情况为焊接线能量过大或过多层焊时焊缝金属在敏化温度区间停留时间过长所引起,即焊接状态下已有碳化铬析出而形成贫铬层;另一种情况是焊接状态下耐蚀性良好,焊后经受了敏化加热的条件,因而具有晶间腐蚀倾向。

热影响区、敏化区的晶间腐蚀倾向也是由于形成贫铬层所致。但因为焊接热循环具有快速连续加热的特点,碳化铬的析出需要在更高的温度下才能较快进行,因此,焊接接头的敏化区温度范围为600-1000度,高于平衡加热条件下的敏化区温度为450-850度。

焊缝和热影响区晶间腐蚀倾向与含碳量、加热温度和保温时间等因素有关。因此,为提高焊接接头抗晶间腐蚀能力,一般宜采取以下措施:

圆钢焊接

1. 减小不锈钢圆钢母材及焊缝中的含碳量,消除产生贫铬层的机会。

2. 在圆钢中添加稳定化元素Ti、Nb等,使之优先形成MC,而避免形成贫铬层。

3. 使不锈钢圆钢焊缝形成奥氏体加少量铁素体的双相组织。当焊缝中存在一定数量的铁素体时,可以细化晶粒,增加晶界面积,使晶界单位面积上的碳化铬析出量减少,减轻贫铬程度。此外,散布在奥氏体圆钢之间的铁素体,还可能防止腐蚀沿界向内部扩展。

4. 控制在敏化温度区间的停留时间。调整圆钢焊接热循环,尽可能缩短600度以上的高温停留时间,以防止焊缝及热影响区大量析出碳化铬。如选择能量密度高的焊接方法(如等离子弧焊),选用较小的焊接线能量,焊缝背面通氩气或采用铜垫增加焊接接头的冷却速度,减少起弧、收弧次数以避免重复加热,多层焊时与腐蚀介质的接触面尽可能最后施焊等,均可以减少接头的晶间腐蚀倾向。

5. 圆钢焊接后进行固溶化处理或稳定化退火。固溶处理可使已析出的Cr23C6重新溶入奥氏体中。

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