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雙相不銹鋼S31803的焊接性研究

時(shí)間:2019-06-13    作者:無錫不銹鋼板    瀏覽:0

雙相不銹鋼一般分為四種類型:Cr18型、Cr21型、Cr25型及含25%~26%的超級(jí)雙相不銹鋼。S31803是標(biāo)準(zhǔn)的雙相不銹鋼,屬于Cr21型,占雙相不銹鋼總量的80%以上。在生產(chǎn)中S31803應(yīng)用很廣,尤其是在操作介質(zhì)為辛酸、氮?dú)?、苯乙酮的設(shè)備中應(yīng)用很多,這些介質(zhì)具有中高度毒性和爆炸危險(xiǎn)性,且設(shè)備的工作溫度一般較高,接近200℃,所以對(duì)焊縫的要求很高?;赟31803在生產(chǎn)中應(yīng)用很廣且接觸的介質(zhì)使用條件惡劣,所以選擇S31803作為焊接母材來研究其焊接性具有廣泛的實(shí)踐意義。

S31803的成分特點(diǎn):C質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.02%~0.03%之間,屬于超低碳;Cr質(zhì)量分?jǐn)?shù)在23%~26%之間,屬于高Cr質(zhì)量分?jǐn)?shù);其組織特點(diǎn):兩相(奧氏體、鐵素體)各約占50%;性能特點(diǎn):由于兼?zhèn)淞顺吞?、室溫為鐵素體和奧氏體的雙相組織、Cr含量高以及添加了Mo、N等元素的特點(diǎn),使其具有更高的耐應(yīng)力腐蝕、耐縫隙腐蝕、耐Cl-點(diǎn)腐蝕、耐晶間腐蝕、耐高速泥沙沖刷等能力,具有較高的力學(xué)性能、較低的熱膨脹性能、較好的可焊性和較低的使用成本等優(yōu)點(diǎn)。
焊接過程中,雙相不銹鋼在熱循環(huán)的作用下,焊縫金屬盒熱影響區(qū)的組織發(fā)生了一系列的變化。在高溫下,雙相不銹鋼的金相組織全部由鐵素體組成,奧氏體則是在冷卻過程中析出的。S31803焊接過程中應(yīng)該注意以下三方面問題:
    (1)焊接裂紋。S31803的Creq/Nieq較高,Cr的含量達(dá)23%,Ni的含量達(dá)6.5%,即雙相不銹鋼S31803的Creq/Nieq=3.54,故S31803的焊縫屬于鐵素體凝固區(qū),對(duì)凝固裂紋有一定敏感性。因此,在焊接過程中要采用合適的焊接材料、焊接方法和控制焊接工藝參數(shù),才能使焊縫具有很好的抗凝固裂紋能力。冷裂紋與材料對(duì)氫致延遲裂紋敏感性有關(guān),但如果焊接材料選用正確,可以避免冷裂紋的出現(xiàn)。
    (2)熱影響區(qū)脆化。焊接過程中在焊接熱循環(huán)作用下,焊縫熱影響區(qū)處于快冷非平衡狀態(tài),冷卻后總是保留更多的鐵素體,從而增大了腐蝕傾向和氫致裂紋敏感性。所以S31803焊接的主要問題在熱影響區(qū),熱影響區(qū)的問題主要在于耐蝕性能的損失、韌性損失和后焊接裂紋問題。為了避免這些問題,焊接工藝應(yīng)考慮減少材料處在紅熱溫度范圍的時(shí)間。
(3)氣孔敏感性。氣孔的形成取決于焊接參數(shù)和合金成分。為防止產(chǎn)生氣孔,降低氣孔敏感性,在焊接過程中要控制焊縫含氮量,加強(qiáng)對(duì)焊縫的保護(hù)和提高焊渣的透氣性。