不锈钢、耐热钢的焊接.ppt

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1、不锈钢、耐热钢的焊接不锈钢及耐热钢的类型按用途分：不锈钢：包括高铬钢、铬镍钢、铬锰氮钢。用以有侵蚀性的化学介质，对强度要求不高。热稳定钢：用于高温下要求抗氧化或耐气体介质腐蚀的一类钢，也称为抗氧化不起皮钢。铬镍钢、高铬钢。热强钢：高温下抗氧化或耐腐蚀，具有一定的高温强度。高铬镍钢，马氏体钢。按组织分：奥氏体钢：应用最广，高铬镍钢、高铬锰钢均属此类钢。Cr18Ni8(18-8)用于耐腐蚀；Cr25Ni20(25-20)用做热稳定钢，提高C含量用做热强钢。双相钢：奥氏体、铁素体双相钢，Cr21Ni5Ti，具有优异的耐蚀性。铁素体钢：Cr17～28％的高铬钢，主要用做热稳

2、定钢，也可做耐蚀钢。马氏体钢：Cr13以及Cr12多元合金化的钢沉淀硬化型不锈钢：将18-8钢的Ni量适当降低并调节成分可获得一种经沉淀强化处理的不锈钢，具有好的耐蚀性，且强度很高。00Cr17Ni17Al不锈钢的耐腐蚀性不锈钢的耐蚀性：是基于其主要元素Cr在钢表面形成致密的氧化膜对钢的钝化作用。腐蚀：金属受介质的化学及电化学作用而被破坏的现象称为腐蚀。①均匀腐蚀：金属整个表面产生腐蚀的现象，又称整体腐蚀，是一种表面腐蚀。不锈钢的均匀腐蚀量不大。②晶间腐蚀：奥氏体钢在450～850℃加热时，会由于沿晶界沉淀出Cr的碳化物致使晶粒周边形成贫Cr区，在腐蚀介质作用下沿晶

3、粒边界深入金属内部，产生在晶粒之间的一种腐蚀称为晶间腐蚀。含C量越高，晶间腐蚀越大。③点状腐蚀：腐蚀集中于金属表面的局部范围，并迅速向内部发展，最后穿透。表面缺陷是引起点状腐蚀的重要原因之一。④应力腐蚀开裂：金属在腐蚀介质和表面拉应力联合作用下产生的脆性开裂现象。奥氏体钢焊接接头最易出现这一问题。⑤接触腐蚀、缝隙腐蚀、选择性腐蚀和腐蚀疲劳开裂等耐热钢的高温性能抗氧化性：耐热钢中含有Cr、AlorSi，可形成致密的氧化膜，因而均可具有很好的抗氧化性能。热强性：高温下长时工作时对断裂的抗力(即持久强度)，或在高温下长期工作时抗塑性变形的能力(即蠕变抗力)。提高热强性措施

4、：①利用Mo、W固溶强化，提高原子间结合力；②形成稳定的第二相，主要是碳化物相。适当提高含C量并同时加入碳化物形成元素Nb、V可有效提高热强性。③减少晶界和强化晶界，可控制晶粒度并加入微量硼、稀土等。高温脆化：耐热钢在热加工或长期高温工作中，可能产生脆化现象。除了Cr13在550℃附近的回火脆性、高铬铁素体钢的晶粒长大脆化以及奥氏体钢沿晶析出碳化物脆化，还有475℃脆性和相脆化，奥氏体不锈钢的焊接奥氏体不锈钢晶间腐蚀问题(一)晶间腐蚀的形成条件及机理晶间腐蚀和钢的成分(碳和碳化物形成元素)有关，还与加热条件有关。①碳显著增大晶间腐蚀敏感性，钢中含有强碳化物形成元素

5、Ti、Nb时，碳的有害作用会降低。“贫铬理论”：碳与Cr形成碳化物导致近晶界的晶粒表面严重缺Cr，产生明显腐蚀，即晶间腐蚀。Ti、Nb可优先与碳结合而防止碳与Cr结合，从而避免Cr缺少。超低碳有利于防止晶间腐蚀。②加热温度低or加热时间短，不利于形成铬的碳化物，不致产生缺Cr；加热温度较高，Cr扩散增加，不致形成贫铬，在450～850℃间短时加热促使晶间腐蚀倾向（敏化处理）。在850～900℃短时加热可消除晶间腐蚀倾向（稳定化处理）。(二)焊接接头的晶间腐蚀区及控制焊缝区腐蚀：与焊接材料和工艺有关，控制焊缝金属的成分，主要是采用超低碳焊材和添加足够量的Ti、Nb；控

6、制焊缝的组织状态，使之还与适当数量的铁素体(5%最好)。敏化区腐蚀：焊接热影响区中峰值稳定处于敏化稳定区间的部位所发生的腐蚀。发生在不含Ti或Nb的普通Cr18Ni8不锈钢中，超低碳时也不会有敏化区腐蚀。采用含Ti或Nb的18－8钢，也可采用超低碳不锈钢来防止敏化区腐蚀。焊接工艺应能减少热影响区处于敏化温度时间。刀状腐蚀：只出现含Ti或Nb这类元素的不锈钢焊接接头中，且一定发生在紧邻焊缝过热区中，由于这种沿晶破坏呈深而窄的形状，类似刀削切口形式，故称为刀状腐蚀。刀蚀是一种特殊形式的晶间腐蚀。产生原因高温过热加中温敏化。为防止产生刀蚀，最好采用超低碳不锈钢，含强碳化

7、物形成元素Ti或Nb的钢。工艺上，合理布局和合理的工艺流程。不锈钢接头的应力腐蚀开裂问题奥氏体不锈钢应力腐蚀裂纹的形成拉应力的存在是应力腐蚀开裂的不可缺少的重要条件，而其中焊接残余应力所引起的应力腐蚀开裂比重大，奥氏体钢由于热导性差，线膨胀系数大，在约束焊接变形时可残留较大的焊接应力。焊接接头应力腐蚀开裂的控制①合理调整焊缝成分：这是提高接头抗应力腐蚀的重要措施之一。②尽量降低残余应力：处理设计及施工中尽量消除应力集中源和减少焊接应力外，焊后消除应力处理也极为重要。焊接接头热裂问题奥氏体钢焊接时在焊缝及近缝区均可看见热裂纹，最常见的是焊缝凝固裂纹，有时也有近缝区