不锈钢在焊接领域应用相当广泛,上至大型船舶及锅炉压力容器,下至家庭房屋的建造,尤其应用在航天工业、制造人造卫星、宇宙飞船、火箭和核动力装置中,而且使用量不断增加,从而使不锈钢的焊接凸显出其重要性。本论文主要介绍了几种不锈钢以及其中三种不锈钢的焊接性。

1.不锈钢简介

不锈钢(StainlessSteel)指耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质和酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀的钢,又称不☆锈耐酸钢。实际应用中,常将耐弱腐蚀介质腐蚀的钢称为不锈钢,而将耐化学介质腐蚀的钢称为耐酸钢。由于两者在化学成分上的差异,前者不一定耐化学介质腐蚀,而后者则一般均具有不锈性。

2.不锈钢分类

不锈钢常按组织状态分为:马氏体钢、铁素体钢、奥氏体钢、奥氏体-铁素体(双相)不锈钢及沉淀硬化不锈钢等。另外,可按成分分为:铬不锈钢、铬镍不锈钢和铬锰氮不锈钢等。

2.1铁素体不√锈钢

铁素体不锈钢含铬12%30%。其耐蚀性、韧性和可焊性随含铬量的增加而提高,耐氯化物应力腐蚀性能优于其他种类不锈钢。属于这一类的有Crl7Cr17Mo2TiCr25Cr25Mo3TiCr28等。铁素体不锈钢因★为含铬量高,耐腐蚀性能与抗氧化性能均比较好,但机械性能与工艺性能较差,多用于受力不大的耐酸结构及作抗氧化ξ钢使用。这类钢能抵抗大气、硝酸及盐水溶液的腐蚀,并具有高温抗氧化性能好、热膨胀系数小等特点,用于硝ζ 酸及食品工厂设备,也可制作在高温下工作的零件,如燃气轮机零件等。

2.2奥氏体不锈Ψ钢

奥氏体不锈钢含铬大于18%,还含有8%左右的镍及少量钼、钛、氮等元素。综合性能好,可耐多种介质腐蚀。奥氏体不锈钢的常用牌号有1Cr18Ni90Cr19Ni9等。0Cr19Ni9钢的Wc<0.08%,钢号中标▓记为“0”。这类钢中含有大量的NiCr,使钢在室温下呈奥氏体状态。这类钢具有良好的塑性、韧性、焊接性和「耐蚀性能,在氧化性和还原性介质中耐蚀性均较好,用来制作耐酸设备,如耐←蚀容器及设备衬里、输送管道、耐硝酸的设备零件等。奥氏体▅不锈钢一般采用固溶处理,即将钢加热至10501150℃,然后水冷,以获得单相奥氏体组织。

2.3奥氏体-铁ζ素体双相不锈钢

奥氏体-铁素体双相不锈钢兼有奥氏体和铁素体不锈钢的优点,并具有超∞塑性。奥氏体和铁素体组织各约占一半的不锈钢。在含C较低的情况下,Cr含量在18%~28%Ni含量在3%~10%。有些钢还含有MoCuSiNbTiN等合金元素。该类钢兼有奥氏』体和铁素体不锈钢的特点,与铁素体相比,塑性、韧性更高,无室温脆性,耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高,同时还保持※有铁素体不锈钢的475℃脆性以及导热系数高,具有超塑︾性等特点。与奥氏体不锈钢相比,强度高且耐晶间腐蚀和耐氯化物应力∏腐蚀有明显提高。双相不锈钢具有优良的耐孔蚀性能,也是一种节镍不锈钢。

2.4马氏体不㊣ 锈钢苏①州不锈钢

马氏体不锈钢具有强度高,但塑性和可焊性较差。马氏体不锈钢的常用牌号有1Cr133Cr13等,因含碳△较高,故具有较高的强度、硬度和耐磨性,但耐蚀性稍差,用于力〓学性能要求较高、耐蚀性能要求一般的№一些零件上,如弹簧、汽轮机叶片、水压机阀等。这类钢是在淬火、回火处理后使用的。

2.5沉淀硬化不锈钢

沉淀硬化不锈钢的基体为奥氏体或马氏→体组织∴,沉淀硬化不锈钢的常用牌号有04Cr13Ni8Mo2Al等。其能通↑过沉淀硬化(又称时效硬化)处理使其硬(强)化的不锈钢。

3.各种不锈钢焊接特点

3.1铁素体不锈钢焊接特点

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。铁素体不锈钢焊接性的主要问题是焊接接头热影响区晶粒粗化和耐腐蚀性下降。如果焊接结构设计不合理等,焊缝承受较大的拘束应力或作用于腐蚀介⊙质中,焊缝或热影响区可能会在服役过程中产生裂纹。苏州ㄨ不锈钢

铁素体不锈钢在焊接时需注意的问题有:苏州不锈钢

1)焊前预热及焊后热处理:只有在采用同质焊接材料焊接较高﹙C+N﹚含量】的高铬铁素体不锈钢母材的情况下才有低温预热的必要性,高纯度的铁素体不锈钢可以不预热。

2)焊接材料选择:一般来说,采用奥氏体焊接材料,才能保证焊缝具有较高的↓韧性;如果要求焊缝的颜色与母材颜色相同或接近,则可采用专门的铁素体焊接材料。

3.2奥氏体不锈钢焊接特点

因奥氏体不锈〗钢焊接性良好,奥氏体不锈钢是应用最广的一种。其焊接的主要问题是晶间腐蚀和热裂纹。

1CrTi等合金元素在焊接时极易氧化烧损,焊接时,焊缝中容易出现热裂纹和气孔,焊接变⌒ 形比较大

2)铬镍不锈钢的应力腐蚀占腐蚀事例的50%,在化工工程中,用■量最大的18-8型和18-21Mo型不锈钢设备中,应力腐蚀右占不锈钢应力腐蚀事例的80%,所以铬镍不锈钢焊接时,要格外注意应力腐蚀的问题ㄨ。

3)晶≡间腐蚀是18-8型钢极危险的一种破坏形式,18-8型钢在500-875度经一定时间加热后,会在焊缝隙中析出一种特殊的σ脆性相。

3.3马氏体不锈钢焊♂接特点

马氏体不锈钢焊接有强烈的冷裂倾向,焊缝及热影响区焊后均为硬而脆的马氏体组织,铜中含铁量越高冷裂倾向越大。焊接时在温度宜▂控制在1150℃左右。马氏体不锈钢的晶间腐蚀倾向很小。

4.结语

总而言之,正由于不锈钢有着非常广泛的用途,就需要我们】对其特性进行充分地了解,进而能够最大化地发出不同不锈钢的优势,运用到更加广泛的领域。苏州不锈钢