1.焊接接头的晶间腐蚀倾向

奥氏体不锈钢盘管400800范围内加热后对晶间腐蚀最为敏感,此温度区间一般称为敏化温度区间。这主要是由于奥氏体钢在固溶状态下,碳以过饱和的形式溶解于γ固溶体中。加热时,过饱和的碳以Cr23C6的形式沿晶界析出,当使晶界附近wCr降到低于钝化所需的最低数量(wCr12%)时,在晶界形成了贫铬层,从而使晶界的电极电位远低于晶内。当金属与腐蚀介质接触时,电极电位低的晶界就被腐蚀,这种腐蚀就是晶间腐蚀。

2.提高焊接接头耐晶间腐蚀能力的措施

(1)降低含碳量

减少奥氏体不锈钢盘管和焊条中的含碳量,是防止晶间腐蚀最根本的办法。

(2)加入稳定剂

在钢和焊接材料中加入钛、铌等与碳的亲和力比铬强的合金元素,这些合金元素能够优先与碳结合成稳定的碳化物,从而避免在奥氏体晶界形成碳化铬而产生贫铬层,对提高抗晶间腐蚀能力有十分良好的作用。

(3)焊后进行固溶处理

将焊件加热到10501100,使已经析出的Cr23C6重新溶入奥氏体中,然后快速冷却,形成稳定的奥氏体组织,此过程称为固溶处理。

(4)改变焊缝的组织状态

即使焊缝由单一的γ相改变为γ+δ双相。

(5)减少焊接热输入

尽量选用较小的焊接热输入,以减少在高温停留的时间,对减小敏化区的形成和刀蚀的形成都具有一定的作用。

(6)合理安排焊接顺序

防止刀状腐蚀的产生还应注意合理安排焊接顺序,这是因为刀状腐蚀除产生于焊后在敏化温度再次受热外,在多层焊和双面焊时,后一条焊缝的热作用可能对先焊焊缝的过热区起到敏化加热的作用。

3.焊接接头的应力腐蚀开裂

这是不锈钢盘管在静应力(内应力或外应力)与腐蚀介质同时作用下发生的破坏现象。纯金属一般没有应力腐蚀开裂倾向,而在不锈钢盘管中,奥氏体不锈钢盘管比铁素体或马氏体不锈钢盘管的应力腐蚀倾向大。因为奥氏体不锈钢盘管导热性差,线膨胀系数大,所以焊后会产生较大的焊接残余应力,因而容易造成应力腐蚀开裂。

(1)正确选用材料

根据介质特性选用对应力腐蚀开裂敏感性低的材料是防止应力腐蚀开裂最根本的措施。

(2)消除焊件的残余应力

通??刹捎么富骱讣砻胬此沙诓杏嘤α?,也可以进行消除应力热处理。

(3)对材料进行防蚀处理

通过电镀、喷镀、衬里等方法,用金属或非金属覆盖层将金属与腐蚀介质隔离开。

(4)接头设计应注意防止“死区”,这是为了避免缝隙的存在。

4.焊接接头的热裂纹

热裂纹是奥氏体不锈钢盘管焊接时比较容易产生的一种缺陷,特别是含镍量较高的奥氏体不锈钢盘管更易产生。其产生的主要原因是由于奥氏体不锈钢盘管的液、固相线区间较大、结晶时间较长,而且奥氏体结晶方向性强,使低熔点杂质偏析严重而集中于晶界处;此外,奥氏体不锈钢盘管的线膨胀系数大,冷却收缩时应力大,所以易产生热裂纹。

(1)严格限制焊缝中的S、P等杂质的含量。

(2)产生双相组织

对于wNi15%18-8型不锈钢盘管,具有γ+δ的双相组织焊缝有较高的抗裂性,δ铁素体含量(φδ)应控制在3%8%。

wNi15%,单相奥氏体组织的高镍不锈钢盘管不宜采用γ+δ双相组织(高温时δ相促进生成σ相,导致σ相脆化)时,可采用γ+碳化物或γ+硼化物的双相组织,亦有较高的抗裂性。

(3)合理的进行合金化

在不允许采用双相组织的情况下,可以通过调整焊缝金属的合金成分,如加入wMn4%6%,对防止单相奥氏体焊缝产生热裂纹相当有效。

(4)工艺上的措施

为降低焊缝的热裂倾向,制定焊接工艺时应尽可能减少熔池过热和接头的残余应力。

5.焊接接头的脆化

(1)σ相脆化

奥氏体或铁素体不锈钢盘管在高温(375875)长时间加热就会形成一种FeCr金属间化合物,即σ相。

(2)粗大的原始晶粒

高铬铁素体钢在加热与冷却过程中不发生相变,晶粒很容易长大,而且用热处理也无法消除,只能用压力加工才能使粗大的晶粒破碎。

(3)475℃脆性

wCr15%的铁素体不锈钢盘管,在400550℃范围内长期加热后,钢在室温下变得很脆,其冲击韧度和塑性接近于零。此外,由于铁素体不锈钢盘管焊接接头有明显的脆化倾向,马氏体不锈钢盘管焊接时淬硬倾向大,都会造成接头部位冷裂纹的形成。