第二章(雙相不銹鋼的焊接)-資料下載頁(yè)
2025-08-16 00:42本頁(yè)面
【正文】 會(huì)在 HAZ產(chǎn)生冷裂紋； 含 N量較低 ()的 UR45N鋼： HAZ中 δ相高達(dá) 82%， 產(chǎn)生冷裂紋；通過調(diào)整熱輸入將 HAZ中 δ相降到 75%可避免冷裂 。 ⑵ 焊縫金屬 氫脆及氫致裂紋敏感性 焊縫不出現(xiàn)冷裂紋臨界擴(kuò)散氫質(zhì)量分?jǐn)?shù)： 直 Y形坡口裂紋試驗(yàn) —— 34 104 % GBop焊縫裂紋試驗(yàn) —— 25 104 % 一般地 ， 焊縫中 δ相低于 50%， 焊縫金屬對(duì)氫致裂紋不敏感； 當(dāng) δ相超過 50%， 隨著 δ相的增加 ，氫致裂紋敏感性顯著增加 。 焊接接頭的應(yīng)力腐蝕開裂 氫脆型應(yīng)力腐蝕裂紋 (HESCC)： 母材 (BM)— 臨界應(yīng)力達(dá)到破壞應(yīng)力的 90%，HESCC敏感性低 ； 焊縫 (WM)— 臨界應(yīng)力達(dá)到破壞應(yīng)力的 70%，相當(dāng)于 σ 95%， 而焊縫周圍的殘余應(yīng)力可以超過 σ ， 因此 HESCC敏感性提高 。 ★ 裂紋萌生于 δ /γ界面的δ 相一側(cè)，并在 δ 相中擴(kuò)展。 γ相在母材中呈層狀分布，有效阻擋裂紋擴(kuò)展；而在焊縫中呈魏氏組織形態(tài)，對(duì)裂紋的阻擋作用受到抑制。 熱影響區(qū) (HAZ)— 敏化處理前 ， 反映應(yīng)力腐蝕開裂 （ SCC） 敏感性的斷裂應(yīng)變?nèi)Q于 γ 相含量； 敏化處理后 ， 斷裂應(yīng)變與 γ 相含量無(wú)關(guān) ， 斷口呈現(xiàn)與 σ 相有關(guān)的二次裂紋 。 焊接接頭的點(diǎn)蝕問題 ⑴ 成分 對(duì)點(diǎn)蝕的影響 Fe60%時(shí) ， δ +γ 雙相的點(diǎn)蝕電位處于純 α 相與純 γ相之間； Fe60%時(shí) ， δ +γ 雙相的點(diǎn)蝕電位與純 δ 相和純 γ相基本相同 。 注： Fe增加時(shí) ， 對(duì)應(yīng)的 Cr、 Ni相應(yīng)減少 。 ⑵ 組織 對(duì)點(diǎn)蝕的影響 隨著 δ相含量的增加 ，點(diǎn)蝕電位開始時(shí)增加較快 ， 當(dāng) δ相達(dá)到 40%后則基本不變 。 注： Fe含量降低時(shí) ， 即合金含量提高時(shí) ， 點(diǎn)蝕電位降低 。 A：低鐵系列合金（ Fe≤50% ） B：高鐵系列合金（ Fe=6870%） ⑶ 冷卻速度 對(duì)點(diǎn)蝕的影響 隨著含 N量增加 ， 點(diǎn)蝕電位提高 ， 但與冷速有關(guān) 。 N=%時(shí) ， 冷速對(duì) SCE影響顯著 。 冷卻快：析出大量 Cr2N，SCE低；冷卻慢：基本沒有析出Cr2N， SCE高 。 N=%時(shí) ， 冷速快慢 Cr2N基本沒有析出 ， 故對(duì) SCE沒有影響 。 結(jié)論： 含 N量較低的雙相鋼，其點(diǎn)蝕電位（ SCE）對(duì)冷卻速度很敏感， 因此焊接含 N量較低的雙相不銹鋼時(shí)，要嚴(yán)格控制冷卻速度。 思考題 ：分析在不同的冷卻速度條件下 ， 雙相不銹鋼的含 N量對(duì) δ相和 Cr2N析出相體積分?jǐn)?shù)的影響規(guī)律 。 為了獲得滿意的 α /γ 比 ， 以及最佳的力學(xué)性能與耐腐蝕性能的組合 ， 通常需要控制兩個(gè)因素： 因素 1：焊縫化學(xué)成分 — 填充金屬 ， 保護(hù)氣體 ， 母材稀釋率等 因素 2：接頭冷卻速度 — 熱輸入量 ， 層間溫度 ， 材料厚度等 焊接方法的選擇 ⑴ 無(wú)填充金屬的 TIG焊 Ar氣體保護(hù)時(shí)： 含 N量較低 (%N)： δ相 90% 含 N量較高 (%N)： δ相 43% 注：合適的 δ體積分?jǐn)?shù)為 2060%。 雙相不銹鋼焊接工藝特點(diǎn) +N2混合氣體保護(hù)時(shí)： 可通過保護(hù)氣體使焊縫增 N， 以獲得合適的 δ含量 。 焊接含 N量 %的一般雙相鋼：應(yīng)在 Ar中加 %N； 焊接含 N量 %的超級(jí)雙相鋼：應(yīng)在 Ar中加 %N。 注：焊接單面焊的根部焊道時(shí) ， 建議采用 Ar+N2混合氣體 TIG焊 。 ⑵ 無(wú)填充金屬的電子束焊 不能通過氣體向焊縫增 N， 只能焊接含 N量高 (%N)的雙相鋼 。 填充材料的選擇 在不加填充材料的 TIG、 電子束焊接過程中 ， N元素的損失無(wú)法通過填充金屬進(jìn)行補(bǔ)充 ， 引起焊縫中 γ 相嚴(yán)重不足而使組織和性能惡化 ， 因此 ， 通常采用有填充材料的焊接方法 。 ： 為保證焊態(tài)下焊縫組織具有合適的 δ /γ 比 ， 應(yīng)選擇比母材具有更高奧氏體形成元素含量的填充材料 ， 即稱為 “ 過合金化 ” 填充材料 。 ⑴ 標(biāo)準(zhǔn)填充材料 (Cr22%,Ni9%,Mo3%,%)：用于焊接 23%Cr無(wú)Mo雙相鋼 、 22%Cr標(biāo)準(zhǔn)雙相鋼； ⑵ 超級(jí) 雙相鋼 填充材料 (Cr25%,Ni9%,Mo4%,%)：用于焊接22%Cr以及合金元素較高的雙相鋼 。 焊接熱過程的控制 焊接熱輸入 、 層間溫度 、 預(yù)熱 、 材料厚度等 ， 都影響焊接時(shí)的冷卻速度 ， 從而影響焊縫 (WM)、 熱影響區(qū) (HAZ)的組織與性能 。 冷速太快： δ相 過多 ， Cr2N析出相增加； 冷速太慢：晶粒嚴(yán)重粗大 ， 甚至析出脆性的金屬間化合物如 σ 相； 故 ， 冷卻速度要合適 。 焊后熱處理的制定 ： ⑴ 雙相不銹鋼焊后最好不進(jìn)行熱處理； ⑵ 焊態(tài)下 δ相超出合適范圍或析出 σ 相等有害相 ， 可用焊后熱處理來(lái)改善 。 ： 退火后緊接水淬 。 要求：加熱速度盡可能快； 保溫時(shí)間 530min； 惰性氣體保護(hù) ， 防止嚴(yán)重氧化 。 * 23%Cr無(wú) Mo、 22%Cr雙相鋼： 10501100℃ * 25%鋼 、 超級(jí)雙相鋼： 10701120℃ 謝 謝 ！ Many thanks for your kindly attention!
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