不鏽鋼的焊接知識 、奧氏體不鏽鋼的焊接 : w9 `4 t. o6 u8 d
;不鏽鋼是不鏽鋼和耐酸鋼的總稱，鋼中所加合金元素在10%（質量分數）以上，屬於高合金鋼。它包括奧氏體型、馬氏體型、鐵素體型、奧氏體－馬氏體型和沉澱硬化型五類。
7 " f高鉻鐵素體鋼焊接時所用焊條，可以是和母材成分相近的鐵素體鉻鋼焊條，也可以使奧氏體鋼焊條。採用同質焊接材料時，焊縫呈粗大的鐵素體組織，韌性很差。假如焊件不允許預熱或後熱處理時，可採用奧氏體焊接材料。
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一、奧氏體不鏽鋼的焊接特性 1.晶間腐蝕（包括刀狀腐蝕） 焊縫在450～850℃溫度區間停留，或在焊接熱迴圈下，加熱至450～850℃的熱影響區內，奧氏體不鏽鋼中的碳和鉻形成碳化鉻，使晶粒邊界處奧氏體區域性貧鉻，喪失耐腐蝕能力的現象（即沿晶粒邊界發生腐蝕）。晶間腐蝕的特點：
外觀仍有金屬光澤，但困晶粒已失去聯絡，敲擊時失去金屬聲音、鋼質變脆。一般認為650℃為晶間腐蝕敏感溫度，奧氏體鋼焊縫或熱影響區，只要在這個溫度停留十幾秒到幾分鐘，就會產生晶間腐蝕。
: j; p% u' s|) b$ m6 u2.熱裂紋焊接奧氏體不鏽鋼時，焊縫和近縫區會產生裂紋，而且主要是熱裂紋、其原因為：
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①奧氏體不鏽鋼的導熱係數小和線膨脹係數大，在焊接區域性加熱和冷卻的條件下，焊接接頭在冷卻過程中可形成較大拉應力。
$ w3 q3 ]; ]( ]1 h2 d+ kv. @②奧氏體鋼焊縫易形成方向性強的粒狀晶組織，促進了有害雜質偏析，易形成晶間液態夾層，增大熱裂傾向。( n!
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③在含鎳很高的奧氏體不鏽鋼中，不僅硫、磷、錫、銻等雜質可形成易熔夾層，而且一些合金組元，如矽、硼、鈮等，因溶解度有限也易於偏析，形成易熔夾層，增大了熱裂傾問。4 g' q2 j" |* c
3.脆性б相析出奧氏體不鏽鋼焊縫，在650～850℃停留時間過長時，也有可能象鐵素體不鏽鋼一樣，析出一種硬脆（hrc≥60）、無磁性的金屬間化合物（主要成分是鐵和鉻及小量的鎳一б相）。由於這種脆性相的析出，割斷了晶間的聯絡／使該處的塑性和韌性嚴重降低，而且抗晶問腐蝕性能也有所下降。
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二、奧氏體不鏽鋼的焊接工藝要點 ) z0 z, u% n0 l4 ~o% w( ?" g+ f
1.正確選擇焊接材料根據奧氏體不鏽鋼焊接的主要問題、無論手工電弧焊、埋弧焊熔化極或非熔化極氬弧焊接時，都必須首先從焊接材料（主要焊條、焊絲）選擇上盡量消除或減弱下述三方面問題的影響：
' ]% l( b1 n) z+ e3 r3 u（1）選用超低碳焊絲（焊條）因為焊縫含碳量越高，晶間腐蝕傾向越大，所以盡量降低焊縫金屬的含碳量，是提高焊縫耐晶間腐蝕能力的乙個途徑。由於在奧氏體中溶解的碳小於等於0.03％時不會析出碳化鉻，所以一般把焊絲中含碳量小於等於0.
04％，定為超低碳的標準。採用超低碳焊絲，因碳化鉻析出引起的貧鉻問題得到了控制，自然就提高了焊縫抗晶間腐蝕的能力。3 a4 ex) k2 d# r, z!
r（2）在焊絲（焊條）中加穩定化元素由於鈦（ti）、鈮（nb）等親碳能力強，因而在、焊絲中新增這些元素後，在450～850℃加熱時，奧氏體不鏽鋼中的碳，將優先與鈦、鈮形成化合物，避免了碳與鉻形成化合物而引起晶界處奧氏體區域性貧鉻問題，從而保證了焊縫貧晶間腐蝕能力。
9 p6 w, l) y9 `( m+ m4 }1 z- @! d! ~鈦加入量與含碳量有關，一般應符合ti／（c一0.02）＞8.5～9.5的關係。
# q* k" jh6 i% v（3）使焊縫獲得雙相組織獲得雙相組織的方法：合金元素對金屬組織的影響可分兩大類：一類是奧氏體促進元素，如鎳、氮、銅、鈷、碳、錳等；另一類是鐵素體促進元素，如鉻、鉬、釩、矽、鈦、鈮等。
因而在奧氏體不鏽鋼焊材中加入適量鐵素體促進元素，可獲得奧氏體十鐵素體雙相組織。, x0 u3 g1 x8 g2 l4 n5 _
雙相組織的作用：" e6 x, k2 l% ?* y6 p4 j% {}
1）提高焊縫耐晶間腐蝕能力單相奧氏體組織的焊縫金屬，具有發達的柱狀晶特徵，一旦出現貧鉻層，可以貫穿於晶粒之間，而構成腐蝕介質集中的腐蝕通道，因而具有較大的晶間腐蝕傾向。若焊絲中新增一些鐵素體形成元素，則獲得奧氏體十鐵素體雙相組織，使柱狀樹枝晶被打散，對腐蝕介質不能形成集中的腐蝕通道，大大減弱了晶間腐蝕傾向。$ m7 q$ x7 u& i' p) r$ d- ^
2）提高焊縫抗熱裂能力少量的鐵素體可以細化晶粒，打亂柱狀晶體的方向和防止雜質的聚集。另外，鐵素體還可以比奧氏體溶解更多的雜質、從而可以減少偏析：這些都對抗熱裂能力有利。
但必須注意穩定的單相奧氏體鋼，如cr25ni20、crl5ni35鋼等，不能採用雙相組織來防止熱裂紋，因為這種雙相組織在高溫（＞650℃）會析出σ相，使焊縫脆化。對於這類鋼，防止熱裂紋的措施，一是適當提高含碳量，使焊縫中形成一定數量的穩定的一次碳化物。由於這種碳化物組成的共晶體，熔點低流動性好，在焊縫結晶過程中瀰散分布、可以細化奧氏體晶粒，並在晶間薄層被拉斷的瞬間填充進去，因而可防止形成熱裂紋。
二是降低焊縫含矽量、適當增加錳、鉬含量。
' b3 }! pk' j# i* r3）控制鉻鎳比為了獲得穩定的雙向組織，希望焊縫中的鉻、鎳之比=2.2～2.
3通常應將鐵素體含量控制在5％以內，一方面可大大提高奧氏體不鏽鋼（主要是18—8型）的耐晶間腐蝕和抗熱裂紋能力，另方面可有效地抑制σ相的生成。i7 r! g1 k.
z（4）控制硫、磷含量選用硫、磷含量低的焊接材料，嚴格控制焊縫中硫、磷含量不應高出母材的硫、磷含量。
0 h& m4 n+ _# x6 i* l" ! `/ t ⑥接觸介質的焊縫應在最後焊接； ⑦焊縫交接處要錯開；" l0 d" b4 w+ f; p' w8 t
⑧有可能時接頭背面（焊管子時為內壁）也要加氬氣保護，以保證背面成形並防止氧化。
! ]2 `3 _3 a+ \w& [ 3.焊後處理焊後應進行以下處理：0 ki7 b* n7 r' m1 `0 ?7 i+ h) d# w: ]
（1）固溶（或奧氏體化）處理將焊接接頭加熱到1050～1100℃，因在這個溫度下析出的碳又重新溶人奧氏體中，然後急冷便得到了穩定的奧氏體組織。經過這種處理後，如果焊接接頭仍在危險溫度區間工作，碳仍會析出形成貧鉻層而產生晶間腐蝕。
6 l1 q- d) t3 a) x （2）均勻化處理（或稱穩定化退火、免疫處理） 將焊接接頭加熱至850～900℃，保溫一定時間，使奧氏體晶粒內部的鉻，有充分時間擴散到晶界，使晶界處的含鉻量又恢復到大於臨界值（12％），從而避免產生晶間腐蝕。4.其它措施奧氏體不鏽鋼氬弧焊時，除遵守以上規定外，還應注意以下幾點：
①tig焊時，一般應採用直流正接。對於含al較多的奧氏體鋼，因易生成a1203氧化膜，以採用交流電源為宜。
' l. j& c8 [+ |3 n% }" w ②mig焊時，一般應採用直流反接，為使熔滴以噴射形式過渡，要求有足夠大的電流密度。$ a& z2 o3 \' p; \8 |
③如果能採用脈衝氬弧焊，則有利於減少接頭過熱，並有利於打亂柱狀晶的方向性，對耐蝕性和抗裂性的改善都大有好處。
一、低溫鋼的焊掛特性低溫鋼，大都使用以鐵素體為基的細晶鋼，而超低溫大都使用鉻鎳奧氏體鋼。這裡主要介紹鐵素體為基的細晶粒鋼焊接。焊低溫鋼的主要矛盾是如何保證接頭的韌性。
對於以鐵素體為基的低溫鋼影響斷裂韌性的主要因素是鐵素體的晶粒度。因而凡能促使細化晶粒的合金元素，數量適當都可改善韌性。例如可形成碳、氮化合物的鋁、鈦、鈮均有很好的細化晶粒作用。
對焊件正火處理，也有利於細化晶粒。當錳與矽新增比例合適時，能很好的脫氧，錳脫硫作用明顯，因而適當提高含錳量，也能明顯地提高韌性。由於碳能影響鋼材韌性，且能促使硫偏析，因而在低溫鋼焊縫中，應儘量減少含碳量，並嚴格控制硫、磷含量。
稀土元素有除氣、除硫作用，所以低溫鋼焊絲中，加入適當稀土元素，可明顯地改善鋼的韌性。當低溫鋼使用含鎳焊絲，以改善基體韌性時，尤其要控制碳、硫、磷的含量。
不鏽鋼知識
目錄第一章不鏽鋼發展簡史 1 第二章不鏽鋼的概念 3 第三章不鏽鋼的分類及特點 5 3.1 不鏽鋼的分類 5 3.2 各類不鏽鋼簡介 7 第四章不鏽鋼成分中合金元素的作用 8 第五章不鏽鋼的一般物理性質 9 5.1 熱傳導 9 5.2 線膨脹 9 5.3 不鏽鋼的電阻 10 5.4 不鏽鋼的磁性 1...
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目錄第一章不鏽鋼的定義 3 第二章不鏽鋼的發展歷史 3 第三章不鏽鋼的種類 3 第四章不鏽鋼鋼種的發展 3 4.1世界不鏽鋼發展歷史 3 4.2關於不鏽鋼鋼種的最主要的研究和發展是集中在兩個方面 3 第五章不鏽鋼的特性 4 5.1一般特性 4 5.2不鏽鋼的品質特性及其要求 4 5.2.1不鏽鋼的品...
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