铁素体不锈钢的焊接.ppt

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1、4.3铁素体不锈钢的焊接14.3.1铁素体不锈钢焊接性分析一、铁素体不锈钢的类型（1）普通铁素体钢按其含铬量分为：低Cr钢（ω铬=12%—14%）如00Cr12、0Cr13、0Cr13Al等；中Cr钢（ω铬=16%—18%）如0Cr17Ti、1Cr17Mo等；低Cr钢和中Cr钢中只有碳含量低时才是铁素体组织高Cr钢（ω铬=25%—30%）如1Cr25Ti、1Cr28等。（2）高纯度铁素体钢钢中C+N含量限制很严ωC+N≤0.035%—0.045%，如00Cr18Mo2等ωC+N≤0.03%，如00Cr18MoTi等；ωC+

2、N≤0.01%—0.015%，如000Cr18MoTi、000Cr26Mo1、000Cr30Mo等。2二、焊接性分析由于铁素体的线膨胀系数比奥氏体小，其焊接热裂纹和冷裂纹的问题并不突出。1、焊接接头的晶间腐蚀(1)ωC=0.05%—0.1%的普通铁素体铬钢发生腐蚀的条件和奥氏体铬-镍钢稍有不同。从900℃以上快速冷却，铁素体不锈钢对腐蚀很明感，但经过650—800℃的回火后，又可恢复其耐蚀性。所以焊接接头产生晶间腐蚀的位置是紧挨焊缝的高温区。3(2)普通纯铁素体不锈钢焊接接头的晶间腐蚀符合贫铬理论。由于碳、氮在铁素体中的扩

3、散速度比在奥氏体快的多，在焊后冷却过程中，晶界上沉淀出碳化物和氮化物。但铬的扩散速度比碳和氮的慢，导致在晶界上出现贫铬区。在腐蚀介质的作用下出现晶间腐蚀。◆由于铬在铁素体中的扩散比在奥氏体中快，所以克服焊缝高温区的贫铬带的措施为：①在650—800℃短时间保温，使过饱和的碳和氮完全析出，而铬又来得及补充贫铬区；②在600℃较长时间保温或焊接接头自900℃以上缓慢冷却，使碳、氮化物充分析出，达到或接近刚才退火状态下固溶的碳和氮含量的平衡时，仍能保持其耐蚀性。4(3)超高纯度高铬铁素体不锈钢主要化学成分有Cr、Mo和C、N。其

4、中C+N总含量不等，都存在一个晶间腐蚀的敏化临界温度区间，即超过或低于此区域不会产生晶间腐蚀。同时还有一个临界敏化时间区，即在这个区时间之前的一段时间，即使在敏化温度也不会产生晶间腐蚀。因此超高纯度铁素体不锈钢必须满足既在敏化临界温度区，又在临界敏化时间内才有可能产生晶间腐蚀。无论普通纯度铁素体型不锈钢还是超高纯度铁素体型不锈钢焊接接头的晶间腐蚀倾向都与其合金元素的含量有关。随着钢中碳和氮的总含量降低，晶间腐蚀倾向减小。52、焊接接头的脆化（1）高温脆性铁素体不锈钢焊接接头加热至950—1000℃以上后急冷至室温，焊接热影

5、响区的塑性和韧性显著降低，称为“高温脆性”。碳、氮的含量越高，焊接热影响区脆化程度就越严重。焊接接头冷却速度越快，其韧性下降值越多；如果空冷，则对塑性影响不大。这是由于快速冷却过程中，基体位错上析出细小分散的碳、氮化物，阻碍位错运动，此时强度提高而塑性明显下降。因此降低C、N含量，对提高焊缝质量是有利的。另外，出现高温脆性的焊接接头，若重新加热至750—850℃，可以恢复其塑性。6（2）σ相脆化σ相的形成与焊缝金属中的化学成分、组织、加热温度、保温时间以及预先冷变形等因素有关。增大产生σ相倾向的元素主要有铝、硅、钛、和铌（

6、Nb）等。（3）475℃脆化铬含量在15%以上的普通纯度铁素体不锈钢在400—500℃长期加热后即可出现475℃脆性。475℃脆化可通过焊后热处理消除。71、焊接方法◆普通纯度铁素体钢的焊接方法通常可采用焊条电弧焊、药芯焊丝电弧焊、熔化极气体保护焊、钨极氩弧焊和埋弧焊。无论采用何种焊接方法都应以焊接热输入为目的，以抑制焊接区的铁素体晶粒过分长大。工艺上可采用多层多道快速焊，强制冷却焊缝的方法。◆超高纯度铁素体刚的焊接方法有氩弧、等离子弧焊和真空电子束焊。4.3.2铁素体不锈钢的焊接工艺特点82、焊接材料的选择93、低温预热

7、及焊后热处理◆预热可以焊接接头在富有韧性的条件下焊接，能有效地防止裂纹的产生。但是，焊接热循环又会使焊接接头近缝区的晶粒急剧长大，从而引起脆化。因此预热温度要选择适当，一般控制在100—200℃。◆高Cr铁素体钢在焊后750—850℃进行退火处理，能够避免贫铬现象的出现，以恢复其耐蚀性；同时也可以改善焊接接头的塑性。退火后应快冷，以防止475℃脆性产生。10