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Fe-Cr-C系马氏体不锈钢的焊接性
2010/10/11 9:20:42 来源:51网络采购 点击:360次
内容摘要:Fe-Cr-C系马氏体不锈钢的焊接性
(1)裂纹的倾向大对于Fe-Cr-C系马氏体不锈钢来说,采用同质焊接材料,在焊接热循环的作用下,焊缝金属和焊接热影响区焊后状态的组织皆为硬脆的马氏体组织,一般来说,与C含量有关,硬度可达450HV以上,塑性、韧性较低,在扩散氢作用下,易形成冷裂纹。由于氢在马氏体不锈钢中的扩散速度比在碳钢中慢,所以,这种延迟裂纹的产生会比在碳钢中慢。这一点也如焊接高强钢一样,为防止产生冷裂纹,可以进行预热,并保持相应的层间温度。应预热到200~300℃温度,并保持相应的层间温度。为了降低拘束应力,在焊接顺序、接头形状及接头位置上也应改进。为了改善焊接接头的塑性,也应该进行700~800℃的焊后热处理。薄板焊接可以不预热,但若是高速焊接,由于冷速加快,也应进行预热。厚板焊接,由于比薄板冷速快,更容易硬化,从防止冷裂纹的观点,应预热到100℃以上的温度,而且后热600℃。
若采用奥氏体不锈钢焊接材料(如309系)来焊接马氏体不锈钢,如果用同质焊接材料那样的预热和层间温度,就不会产生冷裂纹,而且,焊态的焊缝金属的塑性和韧性也比较好。但是,应该指出,由于母材和焊缝金属在线胀系数上的差异而产生热应力的问题,以及650℃以上焊后热处理脆化的问题,都应加以注意。但若是使用Incolloy系镍合金焊接材料,焊后热处理就可以省去。
随着钢中碳含量的提高,形成冷裂纹的倾向会愈来愈大,形成热裂纹的倾向也大。比如1Cr13、2Cr13钢的焊接性还是可以的,但随着C含量的提高,比如3Cr13、4Cr13、3Cr16、9Cr18等,其焊接性就很差。
(2)耐腐蚀性较差Fe-Cr-C系马氏体不锈钢,全靠增加C含量来保证其淬火得到马氏体。这样,焊接接头的耐腐蚀性就会降低,而且也难以用提高Cr含量的方法来改善耐腐蚀性,因为Cr含量的提高,必须相应地提高C含量才能保证淬火后得到马氏体组织。否则,只提高Cr含量,不提高C含量,其铁素体稳定性高,焊接高温区并不能全部转变为奥氏体,淬火后除了能得到马氏体外,还会保留部分铁素体,这部分铁素体并不能改变焊接接头的冲击韧度,也不能减轻冷裂纹的敏感性,反而有可能由于组织不均匀而使具有耐热性能的马氏体不锈钢高温力学性能恶化。
(3)硬脆性较差 铁素体形成元素含量较高的马氏体不锈钢,具有较大的晶粒长大倾向。当焊后冷却速度较小时,焊接热影响区中会出现粗大的铁素体和碳化物;冷却速度快时会产生粗大的马氏体组织,这些都会使马氏体不锈钢焊接热影响区脆化。
另外,由于Fe-Cr-C系马氏体不锈钢含C量较高,其裂纹(包括冷裂纹和热裂纹)的敏感性较大,焊接接头的耐腐蚀性也比较差。
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