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焊接用超马氏体不锈钢和中低合金耐热钢添加时间:2020-05-21

工程材料需要在大功率、重载条件下工作,对材料的耐腐蚀性、强韧性、耐磨性和疲劳寿命有严格、高标准的要求。由于工程结构复杂,工程中使用的大型零件必须通过焊接成型,材料的焊接性能尤为重要。不锈钢无缝管厂家通过对目前使用的各种不锈钢焊接性能的分析,指出超马氏体钢焊接材料是最佳选择。同时,简要介绍了超马氏体钢焊接材料、实用品牌的优越焊接性能,以及这些品牌的生产工艺和技术参数。

作为焊接材料,目前使用的不同类型的不锈钢各有优缺点:传统的马氏体钢具有一定的均匀耐腐蚀性。焊接后,焊口和热影响区的显微组织为针状马氏体,具有较高的强度和硬度,但塑性和韧性严重不足。由于微结构中的大应力,很容易产生冷脆裂纹,在使用前必须进行回火。回火后,热影响区趋于软化,耐蚀性也明显下降。

奥氏体焊接材料具有优异的耐腐蚀性和足够的塑性和韧性,但焊口的抗拉强度低,不能通过热处理来提高。由于奥氏体钢,的比热容和膨胀系数大,焊口在冷却过程中产生很大的拉应力,容易在弧坑和热影响区形成热脆裂纹。焊口的抗晶间腐蚀能力下降也是一个令人头痛的问题。为了抑制热裂纹和晶间腐蚀的倾向,通常选择含有一定量铁素体的焊接材料,但这带来了如何防止焊口析出和消除相的问题,势必增加焊后热处理工艺。

铁素体焊接材料的耐蚀性优于马氏体钢,强度低,塑性和韧性好。然而,焊接后,焊口晶间腐蚀倾向增加,相析出,导致焊口铁素体焊口的耐蚀性、塑性和韧性同时下降,对475脆性比母材更敏感。电焊时,焊接材料的氮化或铬含量低。冷却后在焊口马氏体的高温区经常形成少量奥氏体,导致不同程度的脆化。同时,焊接会导致热影响区晶粒过度长大,导致该区域钢材的塑性和韧性急剧下降。

传统奥氏体不锈钢具有优异的综合耐蚀性,但长期在石油、化工等环境中使用,304不锈钢无缝管逐渐暴露出其抗晶间腐蚀、应力腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀等局部腐蚀能力不足,特别是应力腐蚀对工业设备造成的突然损坏,危害极大。20世纪中叶,为了解决奥氏体钢,冶金工作者的抗应力腐蚀问题,进行了系统的研究,开发了一种新型不锈钢——奥氏体-铁素体不锈钢,称为双相钢。双相钢结合了奥氏体和铁素体钢的优点:具有良好的强度、韧性和可焊性,屈服强度是传统的18-8型奥氏体钢,钢的两倍,具有良好的抗点腐蚀和缝隙腐蚀性能,在中性氯化物气氛中的抗应力腐蚀性能远高于18-8型奥氏体钢钢。双相钢抗应力腐蚀性能得到根本改善的原因是:首先, 铬含量大大提高(双相钢分为Cr18、Cr21和Cr25三个等级),含钼2.0-4.0%,提高了钢的抗点腐蚀和抗缝隙腐蚀能力,消除了点腐蚀和缝隙腐蚀造成的应力裂纹源; 该钢含有适量的奥氏体形成元素镍和氮,保证钢中奥氏体和铁素体含量为40-60%。由于两相结构的不同电极电位和相界的不同传播机制,两相结构的优点是互补的,从而抑制和阻碍裂纹的产生和传播。双相钢的屈服强度几乎加倍,产生表面滑移所需的应力更大。在较大拉应力的作用下,表面钝化膜仍能保持致密完整的状态,等效应力腐蚀的起始点也增加了一倍。两相晶体取向的差异导致裂纹扩展过程中方向的频繁改变,从而延长裂纹扩展周期。双相钢测得的裂纹扩展不规则,多为枝晶状,曲折缓慢,证实了上述分析。目前达成的共识是,对比和相分布是影响双相钢抗应力腐蚀性能的主要因素。理想的相位比是一相的40 ~ 60%,理想的相位分布是两相呈带状或带状叠加分布。