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    不銹鋼無縫管的焊接性能綜述

    在不銹鋼的應用中對不銹鋼結構進行焊接和切割是不可避免的。由于不銹鋼本身所具有的特性,與普碳鋼相比不銹鋼的焊接及切割有著其特殊性,更易在其焊接接頭及熱影響區(haz)產生各種缺陷。焊接時要特別注意不銹鋼的物理性質。例如奧氏體型不銹鋼的熱膨脹系數是低碳鋼和高鉻系不銹鋼的1.5倍;導熱系數約是低碳鋼的1/3,而高鉻系不銹鋼的導熱系數約是低碳鋼的1/2;比電阻是低碳鋼的4倍以上,而高鉻系不銹鋼是低碳鋼的3倍。這些條件加上金屬的密度、表面張力、磁性等條件都對焊接條件產生影響。

    馬氏體型不銹鋼一般以13%cr鋼為代表。它進行焊接時,由于熱影響區中被加熱到相變點以上的區域發生γ—α(m)相變,因此存在低溫脆性、低溫韌性惡化、伴隨硬化產生的延展性下降等問題。因而對于一般馬氏體型不銹鋼焊接時需進行預熱,但碳、氮含量低的和使用丁系焊接材料時可不需預熱。焊接熱影響區的組織通常又硬又脆。對于這個問題,可通過進行焊后熱處理使其韌性和延展性得到恢復。另外碳、氮含量最低的牌號,在焊接狀態下也有一定的韌性。

    鐵素體型不銹鋼以18%cr鋼為代表。在含碳量低的情況下有良好的焊接性能,焊接裂紋內敏感性也較低。但由于被加熱至900℃以上的焊接熱影響區晶粒顯著變粗,使得在室溫下缺少延伸性和韌性,易發生低溫裂紋。也就是說,一般來講鐵素體型不銹鋼有475℃脆化、700—800℃長時間加熱下發生“相脆性、夾雜物和晶粒粗化引起的脆化、低溫脆化、碳化物析出引起耐蝕性下降以及高合金鋼中易發生的延遲裂紋等問題。通常應在焊接時進行焊前預熱和焊后熱處理,并在具有良好韌性的溫度范圍進行焊接。

    奧氏體型不銹鋼以18%cr—8%ni鋼為代表。原則上不須進行焊前預熱和焊后熱處理。一般具有良好的焊接性能。但其中鎳、鉬含量高的高合金不銹鋼進行焊接時易產生高溫裂紋。另外還易發生σ相脆化,在鐵素體生成元素的作用下生成的鐵素體引起低溫脆化,以及耐蝕性下降和應力腐蝕裂紋等缺陷。經焊接后,焊接接頭的力學性能一般良好,但當在熱影響區中的晶界上有鉻的碳化物時會極易生成貧鉻層,而貧鉻層的出現將在使用過程中易產生晶間腐蝕。為避免問題的發生,應采用低碳(c≤0.03%)的牌號或添加鈦、鈮的牌號。為防止焊接金屬的高溫裂紋,通常認為控制奧氏體中的δ鐵素體肯定是有效的。一般提倡在室溫下含5%以上的δ鐵素體。對于以耐蝕性為主要用途的鋼,應選用低碳和穩定的鋼種,并進行適當的焊后熱處理;而以結構強度為主要用途的鋼,不應進行焊接后熱處理,以防止變形和由于析出碳化物和發生σ相脆化。

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