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    超窄間隙焊接1cr 18 ni9 ti 奧氏不銹鋼厚壁鋼管的優勢

    由于超窄間隙焊接方法具有常規焊接方法難以實現的特點,應用1Cr  18 Ni9Ti  奧氏不銹鋼焊接可以更好地改善接頭結構,提高綜合性能。

    1、能有效抑制接頭的晶間腐蝕傾向

    根據奧氏不銹鋼厚壁鋼管焊接接頭不同區域的晶間腐蝕,可細分為以下三種類型:

    a)碳和鉻化合物的沉淀,導致晶間鉻損耗引起的晶間腐蝕

    這種腐蝕主要發生在熱影響區敏化區。在焊接過程中,熱源輸入的熱量將焊縫兩側一定厚度的母材加熱到600-850,使晶界處的碳和鉻大量結合,形成含鉻化合物,沿晶界析出。然而,由于擴散速度慢和擴散能力不足,晶粒內部其它區域的鉻不能及時補充晶界處的鉻損失,從而在相鄰晶粒之間形成貧鉻層,導致晶界敏化。當溫度高于850時,碳化物會溶解并重新凝固成奧氏晶粒。如果熱影響區在400~850長時間敏化加熱,碳化物析出量會隨著加熱時間的延長而增加,晶界鉻的貧化程度也會增加。在鋼管的使用過程中,腐蝕介質中的貧鉻區容易被腐蝕,并沿著晶界延伸到材料內部。

    b)由相沉淀和沉淀形成貧鉻層引起的晶間腐蝕

    相是鉻含量高于16%時形成的一種鐵鉻化合物,對材料性能影響很大,通常在820析出。其形成受鉻的富集程度和碳、氮含量的影響。如果不銹鋼合金為液態,相優先析出在鐵素體中,可有效防止熱裂紋的形成。相反,如果相優先在奧氏體中沉淀,它將在周圍區域引起嚴重的鉻損耗。然而,如果奧氏體中存在自由碳和氮原子,相的形成將被阻止,即碳和氮的存在增加了相在奧氏體中沉淀的難度。

    c)碳化鈦固溶體進入奧氏體晶格并形成貧鉻層引起的晶間腐蝕

    1Cr  18 Ni9Ti  奧氏不銹鋼厚壁鋼管,由于添加了鈦等穩定元素,鈦主要以沉淀游離態TiC存在。在焊接過程中,

    碳化鈦將在高溫下溶解,鈦將以間隙原子進入的形式進入奧氏晶粒的晶格間隙,而碳將在奧氏晶格進入的間隙中,其固溶體將隨著最高溫度的升高而增加。在冷卻和凝固過程中,碳具有很強的擴散能力并向奧氏晶界移動,而鈦由于擴散能力不足而停留在原位附近,導致碳在晶界大量富集和過飽和。如果在450~850進行敏化加熱,碳和鉻結合使晶界貧鉻。在腐蝕性介質中,會引起晶間腐蝕,特別是在熔合線,附近,這種腐蝕很容易發生,其深度和厚度與切刀一樣薄(即切刀腐蝕)。

    超窄間隙焊接采用低線能量,不僅可以加快熔池的凝固速度,縮短碳向奧氏體晶界的擴散時間,抑制碳的擴散程度,降低晶界中碳的富集量,降低晶界的缺鉻程度,還浙江不銹鋼管可以防止相在奧氏體中的析出, 減少焊縫區晶間腐蝕的趨勢,防止熔合線附近的刀形腐蝕,同時還能縮短熱影響區敏感加熱時間,提高接頭的抗晶間腐蝕能力。

    2.它能有效防止焊縫區熱裂紋和應力腐蝕的產生

    1cr  18 ni9 ti  奧氏不銹鋼厚壁鋼管的焊接熱裂紋是應力腐蝕的根本原因之一。氮、硅、錳等元素的加入,以及合金中原有的硫、磷等元素的加入,都對1Cr  18 Ni9 Ti  奧氏不銹鋼厚壁鋼管焊接熱裂紋的形成起到了積極的作用。雜質元素如硫、磷和氮的低熔點共晶化合物的形成和沉淀在奧氏造成嚴重的晶間偏析和大量的晶粒間聚集。然而,這些共晶化合物通常在凝固和結晶的后期在柱狀晶粒之間形成液膜,在由冷卻收縮引起的拉伸應力的作用下,分割溫州不銹鋼管晶粒之間的連續性并導致晶粒之間的微裂紋。在焊縫的最終凝固部分,容易形成焊接熱裂紋。鋼管在服役期間,在外部應力和含Cl-腐蝕介質的共同作用下,一方面應力會集中在這些裂紋處,產生應力腐蝕裂紋,另一方面腐蝕裂紋會沿晶界迅速擴展,造成應力腐蝕損傷。

    然而,超窄間隙由于其較低的線能量,有效地縮短了液相的停留時間,增加了液相的冷卻凝固速率,抑制了奧氏枝晶間低熔點共晶化合物的形成趨勢和偏析程度,并改善了焊縫的微觀結構,從而有效地防止了焊接熱裂紋和應力腐蝕的形成。

    3.改善接頭的微觀結構和機械性能

    采用超窄間隙焊接不銹鋼厚壁鋼管,由于線能量低、凝固速度快,很好地防止了焊縫晶粒粗化,不僅改善了接頭的微觀組織,而且有效地降低了焊接殘余應力和變形,提高了接頭的力學性能。

    另一方面,可以避免鐵素體在固相轉變過程中首先析出,基體中的鉻原子大量結合形成成分不均勻的鐵素體,導致不銹鋼厚壁鋼管的低溫脆化。


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