奥氏体不锈钢焊缝晶间腐蚀
影响奥氏体不锈钢焊缝晶间腐蚀的因素,与影响奥氏体不锈钢晶间腐蚀的因素相似:A.金属的化学组成和金相组织,主要成分是碳含量,碳含量高是有害的。铁素体的存在可以防止晶间腐蚀,但粗大的晶粒会加速晶;B.焊接前钢材的受热情况,如果钢材受过550℃一850℃加热则钢材容易发生晶间腐蚀;C.加工焊接过程中、使用过程中存在应力;D.工作环境:不锈钢在腐蚀环境中易发生晶间腐蚀。但是,不是所有的环境都会产生焊缝晶间腐蚀,只有在氧化性环境下才会产生焊缝晶间腐蚀,焊缝晶间腐蚀经常发生在中等氧化性环境中。防止焊缝晶间腐蚀的措施:a.对厚板,焊后应进行热处理;b.选择稳定性好的低碳不锈钢,如304L,347等;c.适量低温加热(线能量3kJ/cm,层间温度低于1759C);d.焊接材料(焊丝)碳含量应是极低的,最大限度地降低碳在焊缝金属中的含量,达到低于碳在18-8型不锈钢中室温溶解极限值以下,使碳不可能与铬生成铬的碳化物,从而从根本上消除晶界的贫铬区;e.提高焊接材料的含量,在焊缝金属中渗人比铬更容易与碳结合的稳定化元素,如钦、妮、担和错等。一般认为钦碳比大于5倍时,才能提高抗晶间腐蚀的能力。而试验结果认为碳比大于或等于6.7倍时,才有明显的效果;大于7.8倍时,才能彻底地改善晶间腐蚀的倾向。这是由于钦能充分地将碳化铬的铬置换出来,消除了晶界的贫铬地带,从而改善了抗腐蚀性。通过使用低碳不锈钢和焊接材料(焊丝),可以克服焊缝晶间腐蚀。但是也存在以下缺点:I.低碳不锈钢焊缝强度低;B.具有稳定组织结构的不锈钢易热裂。
具有稳定组织的不锈钢容易在局部析出碳化物,从而导致晶间腐蚀,这种晶间腐蚀也称作刀口腐蚀。刀口腐蚀当焊接321,347不锈钢时,受热部分的温度高达11500C,这个温度导致Tic和NbC部分析出。这时,碳在靠近焊缝处富集成一个很窄的富集区域,在焊缝冷却时,形成碳铬化合物。这个碳富集区域,只有几个晶粒宽,能长久形成一条细线,称晶间腐蚀线,也叫刀口腐蚀。含Nb不锈钢比含Ti不锈钢更能抵抗刀口腐蚀,提高热处理温度不能消除刀口腐蚀。刀口腐蚀与晶间腐蚀有以下区别:A.刀口腐蚀发生在紧邻焊缝很窄的区域内,而焊缝晶间腐蚀发生在离焊缝较远的区域;B.刀口腐蚀发生在稳定型不锈钢中;C.受热的情况不一样。通过适当选择焊接参数及热处理参数可避免刀口腐蚀。
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