18-8型奥氏体不锈钢晶间腐蚀及措施

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1、18-8型奥氏体不锈钢晶间腐蚀及措施学号：B10030124学院：洛阳理工学院系别：机电工程系姓名：朱罗北教师：闫红彦摘要：奥氏体不锈钢具有良好的焊接性，焊接时一般不需要采取特殊的工艺措施，目前工业上应用最广。文章主要介绍奥氏体不锈钢焊接的工艺要点，分析了奥氏体不锈钢在焊接时产生热裂纹、晶间腐蚀、应力腐蚀开裂原因和防治措施。关键词：奥氏体不锈钢；焊接工艺；组织；腐蚀1前言随着科技的不断进步和各项国防工业、生产工业的迅猛发展，不锈钢在航空、石油、化工和原子能等工业中得到日益广泛的应用。其中奥氏体不锈钢是最通用的钢种，主要是以Cr18Ni8为代表的系列，奥氏体不锈钢(18-8型不

2、锈钢)比其他不锈钢具有更优良的耐腐蚀性；强度较低，而塑性、韧性极好；焊接性能良好，其主要用作化工容器、设备和零件等，它是目前工业上应用最广的不锈钢。奥氏体不锈钢具有面心立方晶体结构，通常具有良好的塑性和韧性，因此这类钢具有良好的弯折、卷曲和冲压成形性；冷加工时不会产生任何的淬火硬化，尽管其线胀系数比较大，但焊接过程中极少出现冷裂纹。从这一点看，其焊接性比体素体不锈钢和马氏体不锈钢要好。但奥氏体不锈钢焊接时也存在的一些问题：焊缝及热影响区热裂纹敏感性大；接头产生碳化铬沉淀析出，耐蚀性下降；接头中铁素体含量高时，可能出现475℃脆化或δ相脆化。2奥氏体不锈钢焊接工艺要点2.1焊前

3、准备2.1.1下料方法的选择奥氏体不锈钢中有较多的铬，用一般的氧—乙炔切割有困难，可用机械切割、等离子弧切割及碳弧气刨等方法进行下料或坡口加工。2.1.2坡口的制备10在设计奥氏体不锈钢焊件坡口形状和尺寸时，应充分考虑奥氏体不锈钢的线膨胀系数会加剧接头的变形，应适当减少V形坡口角度。当板厚大于10mm时，应尽量选用焊缝截面较小的U形坡口。2.1.3焊前清理为了保证焊接质量，焊前应将坡口两侧20~30mm范围内的焊件表面清理干净，如有油污，可用丙酮或酒精等有机溶剂擦拭。对表面质量要求特别高的焊件，应在适当范围内涂上用白粉调制的糊桨，以防飞溅金属损伤表面。2.1.4表面防护在搬运

4、、坡口制备、装配及定位焊过程中，应注意避免损伤钢材表面，以免使产品的耐蚀性降低。如不允许用利器划伤钢材表面，不允许随意到处引弧等。2.2焊接方法选择奥氏体不锈钢具有较好的焊接性，可以采用焊条电弧焊、埋弧焊、钨极氩弧焊、熔化极气体保护焊、等离子弧焊等进行焊接。2.2.1焊条电弧焊焊条电弧焊是最常用的焊接方法，具有操作灵活、方便等优点。为提高焊缝金属抗裂纹能力，宜选择碱性药皮的焊条；对于耐蚀性要求高、表面成形要求好的焊缝，宜选用工艺性良好的钛钙型药皮的焊条。2.2.2氩弧焊氩弧焊是焊接奥氏体不锈钢的理想方法，焊接过程中合金元素烧损很小，焊缝表面洁净无渣，焊缝成形好。此外，由于焊接

5、热输入较低，特别适宜对过热敏感的奥氏体不锈钢的焊接。2.2.3埋弧焊埋弧焊是一种高效的焊接方法，特别是热输入大，熔池尺寸较大，冷却速度和凝固速度慢，因此焊接热裂纹敏感性增大。埋弧焊对母材稀释率变化范围大（10%~75%），这就会对焊缝金属成分产生重大影响，关系到焊缝组织中铁素体含量的控制。2.2.4等离子弧焊等离子弧焊属于惰性气体保护的熔化焊方法，由于等离子弧能量集中、焊件加热范围小、焊接速度快、热能利用率高及热影响区窄等特点，对提高接头的耐蚀性，改善接头组织非常有利。2.3焊接材料选择10奥氏体不锈钢焊接材料的选用原则，应使焊缝金属的合金成分与母材成分基本相同，并尽量降低焊

6、缝金属中碳含量和S、P等杂质的含量。对于工作在高温条件下的奥氏体不锈钢，填充材料选择的原则是无裂纹的前提下保证焊缝金属的热强性与母材基本相同，这就要求其选材料成分大致与母材成分相匹配，同时应当考虑焊缝金属中铁素体含量的控制。对于长期在高温条件下运行的奥氏体不锈钢焊接接头，铁素体含量不应超过5%，以免出现脆化。在铬镍的质量分数均大于20%的奥氏体不锈钢中，为获得抗裂性高的纯奥氏体组织，选用WMn=6%~8%的焊接材料是一种行之有效且经济的解决方法。对在腐蚀介质中工作的奥氏体不锈钢，主要按腐蚀介质和腐蚀性要求来选择焊接材料，一般选用与母材成分相近或相同的焊接材料。由于含碳量对抗腐

7、蚀性有很大影响，因此熔敷金属中碳的质量分数不能高于母材。腐蚀性弱或仅为避免锈蚀污染的设备，可选用含Ti或Nb等稳定化元素或超低碳焊接材料；对于要求耐酸腐蚀性能较高的工件，常选用含Mo的焊接材料。2.4焊接工艺要点根据奥氏体不锈钢对抗裂性和耐蚀性的要求，焊接时要注意以下几点:2.4.1焊前不预热由于奥氏体不锈钢具有较好的塑性，冷裂纹倾向较小，因此焊前不必预热。多层焊时要避免道间温度过高，一般应冷却到100℃以下再焊下一层；否则接头冷却速度慢，将促使产生碳化铬而造成耐晶间腐蚀性下降。在工件钢性极大的情况下，