雙相不銹鋼及其焊縫的σ相脆化對焊接效果的影響
浙江至德鋼業(yè)有限公司研究人員發(fā)現(xiàn)再熱引起的雙相不銹鋼及其焊縫金屬的σ相脆化問題。母材和焊縫金屬的再熱過程中,先由 α相形成細小的二次奧氏體 γ,然后析出 σ相。結(jié)果表明,脆性開裂都發(fā)生于σ相以及基體與 σ相的界面處,對母材斷口觀察表明,在 σ相周圍區(qū)域內(nèi)都為韌窩,由于α相區(qū)寬,大量生成的σ相才會使韌性降低,然而在焊縫中α相區(qū)是細小的,斷口仍表現(xiàn)為脆性斷裂,只要少量的σ相生成就足以引起焊縫金屬韌性的降低,因此,焊縫金屬中的 σ相脆化傾向比母材要大得多。
雙相不銹鋼焊接接頭的氫脆通常發(fā)生于α相,且氫脆的敏感性隨焊接時峰值溫度的升高而增加。其微觀組織的變化為:峰值溫度增加,γ相含量減少,α相含量增加,同時由α相邊界和內(nèi)部析出的 Cr2N量增加,故極易發(fā)生氫脆。母材和焊縫金屬中的裂紋都起始于α/γ界面的α相一側(cè),并在α相內(nèi)擴展。奧氏體(γ)由于其固有的低氫脆敏感性,因此,可起到阻擋裂紋擴展的作用。由于DSS中含有一定量的奧氏體,所以其應力腐蝕開裂傾向性較小。
耐點蝕是雙相不銹鋼的一個重要特性,與其化學成分和微觀組織有著密切關(guān)系。點蝕一般產(chǎn)生于 α/γ界面,因此被認為是產(chǎn)生于 γ相和 α相之間的γ相。這意味著 γ相中的含Cr量低于 γ相。γ相與 γ相的成分不同,是由于 γ 相中 的Cr 和 Mo含量低于初始 γ相中的Cr、Mo含量。進一步研究表明,含氮量較低的鋼,其點蝕電位對冷卻速度較為敏感。因此,在焊接含氮量較低的雙相不銹鋼時,對冷卻速度的控制要求更加嚴格。
在雙相不銹鋼焊接過程中,合理控制焊接線能量是獲得高質(zhì)量雙相不銹鋼接頭的關(guān)鍵。線能量過小,焊縫金屬及熱影響區(qū)的冷卻速度過快,奧氏體來不及析出,從而使組織中的鐵素體相含量增多;如線能量過大,盡管組織中能形成足量的奧氏體,但也會引起熱影響區(qū)內(nèi)的鐵素體晶粒長大以及σ相等有害相的析出。一般情況下,焊條電弧焊、鎢極氬弧焊、藥芯焊絲電弧焊和等離子弧焊等焊接方法均可用于雙相不銹鋼的焊接,且在焊前一般不需要采取預熱措施,焊后也不需進行熱處理。
本文標簽:雙相不銹鋼
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