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不锈钢和耐热钢的焊接解析

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您知道吗?
1、不锈钢的主要腐蚀形式有均匀腐蚀(表面腐蚀)、点腐蚀、 缝隙腐蚀、晶间腐蚀和应力腐蚀开裂等五种。
4.晶间腐蚀(概念): 在晶粒边界附近发生的有选 择性的腐蚀现象。
1)外观虽仍呈金属光泽,但因晶粒彼此间已失去联 系,敲击时已无金属的声音,钢质变脆。已证明, 晶间腐蚀多半与晶界层“贫铬”现象有8-8 奥 氏 体 钢 , 固 溶 处 理 再 经 450~850℃加热(所谓敏化加热)会沿晶界沉 淀 出 Cr23C6 或 ( Fe,Cr)23C6( 常 写 成 M23C6), 以至使晶界边界层含Cr量低于l2%,即所谓 “贫铬”。
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(三)按组织分类 按空冷后室温组织来分类,是最古老、 又是至今应用最广的最基本的分类方法。
(1)奥氏体钢:它是应用最广的一类,以高Cr、Ni钢最为典 型。供货状态多为固溶处理态。
2)铁素体钢含 Cr为l7%~30%的高cr钢属此。主要用作耐 热钢(抗氧化钢),也用作耐蚀钢,如1Crl7、1Cr25Si2。铁素 体钢以退火状态供货。
我国目前所谓不锈钢是指习惯型含义。
不锈钢及耐热钢,其主要成分为铬Cr和镍Ni; 一般Cr≥1 2%才能在大气环境下不发生锈蚀,如欲耐酸腐蚀,含
Cr量不应低于l7%。 增加Ni或再提高Cr含量,耐腐蚀性或耐热性均可提高。 一般Ni≤35%,Cr≥12%。
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(二)按用途分类 (1)不锈钢: (指习惯型含义)包括大气环境下及有浸
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(三)不锈钢的物理性能 1、与低碳钢相比,不锈钢的导电性能差;奥氏体不锈钢的线
胀系数比低碳钢大将近50%,而热导率仅为低碳钢的 l/3左右; 2、铁素体钢和马氏体钢的线胀系数与低碳钢相近,而热导率
仅为低碳钢的 l/2左右。 3、奥氏体不锈钢通常是非磁性的,当冷作加工硬化产生马氏
体相变时,将产生磁性,可用热处理方法来消除马氏体和磁 性。
(一)不锈钢的耐蚀性能(基于钝化作用) 钢在不同条件下可产生几种不同的腐蚀形式。
1.均匀腐蚀:马氏体钢不适于强腐蚀介质中使用。 2.点蚀:不锈钢常因氯离子Cl-的存在而使钝化层局部破坏以
至形成腐蚀坑,甚至可以穿孔的腐蚀现象。 称为点蚀或孔 蚀。
18-8型不锈钢在温度不超过l00℃的高浓度氯离子环境中,主 要腐蚀形式就是点蚀。
这种状态的不锈钢再放入化学介质中,将 会沿晶界发生腐蚀。形成晶间腐蚀现象。
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4.晶间腐蚀: 2晶)间有腐时蚀也倾会向见的到现未象经。敏化加热,未见Cr23C6析出,而呈现 3)超低碳不锈钢也会有晶间腐蚀倾向。 4)固溶处理可以改善耐晶间腐蚀性能。 5.应力腐蚀: 也称应力腐蚀开裂(Stress Corrosion Cracking,
一般不锈钢耐点蚀性均不理想,提高Cr、Ni、M0、Si、Cu 有利于改善耐点蚀性能,超低碳对抗点蚀也有利。
实用上,铁素体-奥氏体双相不锈钢具有优异的耐点蚀性 .
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3.缝隙腐蚀: 可以认为,缝隙腐蚀是和点腐蚀具有 共同性质的一种腐蚀现象。因此,能耐点腐蚀的钢 都有耐缝隙腐蚀的性能,同样可用点蚀指数来衡量 耐缝隙腐蚀倾向 .
简称SCC)。 1)不锈钢的应力腐蚀大部分是由氯引起的。高浓度苛性碱、
硫酸水溶液等也会引起应力腐蚀。 2)铁素体不锈钢比奥氏体不锈钢具有好的耐SCC的性能 . 3)双相不锈钢的SCC敏感性与两相的相比例有关,δ相为40
%~50%时具有最好的耐SCC 的性能。
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(二)耐热钢的高温性能 1.高温性能变化特征: Cr或Cr-Ni耐热钢因热处
蚀性化学介质中使用的钢,工作温度一般不超过 500℃范围,要求耐腐蚀,对强度要求不高。 (2)抗氧化钢:在高温下具有抗氧化性能的钢,它对 高温强度要求不高。工作温度可高达900~1100℃。 常用的钢有高Cr钢和Cr-Ni钢 。 (3)热强钢一在高温下既要有抗氧化能力,又要具有 一定的高温强度,工作温度可高达600~800℃。广 泛应用的是Cr-Ni钢 。 常将抗氧化钢和热强钢统称为耐热钢。 其实一些不锈钢也可作为热强钢使用。而一些热强 钢也可用作为不锈钢,可称为“耐热型”不锈钢。
理制度不同,在高温下可具有不同的性能。
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2.合金化问题 : 钢的热强性,指在高温下长时工作时对断裂的抗力(持久强
度),或在高温下长时工作时抗塑性变形的能力(蠕变抗力)。 为提高耐热钢的热强性,其措施主要是: (1)提高Ni量以稳定基体,利用Mo、W(钨)固溶强化,提
高原子间结合力; (2)形成稳定的第二相,主要是碳化物相; (3)减少晶界和强化晶界 .
3.高温脆化问题: (1)Cr13在550℃附近的回火脆性 (2)高铬铁素体钢的晶粒长大脆化 (3)奥氏体钢沿晶界析出碳化物所造成的脆化 (4)475 ℃脆性和σ相脆化
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关于475℃脆性
1、名词解释: 475℃脆性是指铁素体钢在w(Cr)≥15.5%,并在
温度400~500℃长期加热后,常常出现强度升高 而韧性下降的现象。 2、注意两点: (1)一般随铬含量的增加而脆化倾向严重。 (2)铁素体钢焊接接头在焊接热循环的作用下, 不可避免地经过该温度区间,特别当焊缝金属 和热影响区在此温度区停留时间较长时,均有 产生475℃脆性的可能。
(3)马氏体钢Cr13系列最为典型,常用做不锈钢。须根据要 求规定供货状态,或者是退火态,或者是淬火回火态。
(4)沉淀硬化钢均为经时效强化处理以形成析出硬化相的高 强钢,主要用做高强度不锈钢。
(5)铁素体一奥氏体双相钢具有极其优异的抗腐蚀性能 ,以 固溶处理态供货。
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二、不锈钢及耐热钢特性
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第一节不锈钢、耐热钢的类型和特性
一、不锈钢及耐热钢类型
(一)定义问题 (1)原义型—仅指在无污染的大气环境中能够不生锈的钢。 (2)习惯型—指原义型含义不锈钢与能耐酸腐蚀的耐酸不锈钢的
统称。
( 3 ) 广 义 型 — 泛 指 耐 蚀 钢 和 耐 热 钢 , 统 称 为 不 锈 钢 ( Stainless Steels)。
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