第4章 不锈钢及耐热钢的焊接

1、第第4章章 不锈钢及耐热钢的焊接不锈钢及耐热钢的焊接 4.1 不锈钢及耐热钢的分类及特性不锈钢及耐热钢的分类及特性_ 4.2 奥氏体不锈钢的焊接奥氏体不锈钢的焊接_ 4.3 铁素体及马氏体不锈钢的焊接铁素体及马氏体不锈钢的焊接_ 4.4 奥氏体奥氏体-铁素体双相不锈钢的焊接铁素体双相不锈钢的焊接_ 第第4章章 不锈钢及耐热钢的焊接不锈钢及耐热钢的焊接 不锈钢：不锈钢：耐蚀耐蚀和和耐热耐热高合金钢的统称高合金钢的统称 发明：发明：1912年年 合金元素：合金元素：Cr（wCr12%）、）、Ni、Mn、Mo等等 按照合金元素对不锈钢组织的影响和作用的程度，按照合金元素对不锈钢组织的影响和作用的程度

2、， 将其分为两大类：将其分为两大类： 1）形成或稳定奥氏体元素：）形成或稳定奥氏体元素：C、Ni、Mn、 N和和 Cu 2）缩小奥氏体区即形成铁素体的元素：）缩小奥氏体区即形成铁素体的元素： Cr、Si、Mo、Ti、Nb、V、W和和Al等。等。 性能：具有良好性能：具有良好耐腐蚀性、耐热性耐腐蚀性、耐热性和和较好力学性能较好力学性能 应用：制造要求耐腐蚀、抗氧化、耐高温和超低温应用：制造要求耐腐蚀、抗氧化、耐高温和超低温 的零部件和设备，应用十分广泛的零部件和设备，应用十分广泛 4.1 不锈钢及耐热钢的分类及特性不锈钢及耐热钢的分类及特性 4.1.1 不锈钢的基本定义不锈钢的基本定义 不锈钢是

3、指能不锈钢是指能耐空气、水、酸、碱、盐及其溶液耐空气、水、酸、碱、盐及其溶液和和其他腐其他腐 蚀介质腐蚀的蚀介质腐蚀的，具有高度化学稳定性的合金钢的总称，对其，具有高度化学稳定性的合金钢的总称，对其 含义有以下三种理解：含义有以下三种理解： (1) 原义型原义型 仅指在无污染仅指在无污染大气大气环境中能够环境中能够不生锈不生锈钢钢 (2) 习惯型习惯型 指原义型含义不锈钢与能耐酸腐蚀的指原义型含义不锈钢与能耐酸腐蚀的耐酸耐酸 不锈钢不锈钢的统称。的统称。 (3) 广义型广义型 泛指耐蚀钢和耐热钢，统称为不锈钢泛指耐蚀钢和耐热钢，统称为不锈钢 我国目前所谓不锈钢是指我国目前所谓不锈钢是指习惯型含

4、义习惯型含义。 1. 不锈钢的定义不锈钢的定义 4.1 不锈钢及耐热钢的分类及特性不锈钢及耐热钢的分类及特性 2. 不锈钢与耐热钢的区别不锈钢与耐热钢的区别 不锈钢不锈钢主要是在温度不高的所谓主要是在温度不高的所谓湿腐蚀介质湿腐蚀介质条件下使用，尤其条件下使用，尤其 是在是在酸、碱、盐酸、碱、盐等强腐蚀溶液中，等强腐蚀溶液中，耐腐蚀耐腐蚀是使用不锈钢最关键、是使用不锈钢最关键、 最重要的原因。最重要的原因。 不锈钢和耐热钢的区别主要是不锈钢和耐热钢的区别主要是用途和使用环境条件不同用途和使用环境条件不同 耐热钢耐热钢则是在则是在高温气体环境高温气体环境下使用，除下使用，除耐高温氧化耐高温氧化作

5、为必要性作为必要性 能外，能外，高温下的力学性能高温下的力学性能是评定耐热钢质量的基本指标。是评定耐热钢质量的基本指标。 不锈钢为提高耐晶间腐蚀等性能，含碳量愈低愈好。而耐热钢不锈钢为提高耐晶间腐蚀等性能，含碳量愈低愈好。而耐热钢 为保持高温强度，一般含碳量均较高。为保持高温强度，一般含碳量均较高。 第第4章章 不锈钢及耐热钢的焊接不锈钢及耐热钢的焊接 不锈钢具有耐腐蚀性的原因：不锈钢具有耐腐蚀性的原因： 1、不锈钢中一定量、不锈钢中一定量Cr元素，能在钢材表面形成一层元素，能在钢材表面形成一层 不溶于腐蚀介质坚固不溶于腐蚀介质坚固钝化膜钝化膜Cr2O3，使金属与外，使金属与外 界介质隔离而不

6、发生化学作用；界介质隔离而不发生化学作用； 2、大部分金属腐蚀属于电化学腐蚀，铬加入可提高、大部分金属腐蚀属于电化学腐蚀，铬加入可提高 钢基体的电极电位；钢基体的电极电位； 3、Cr、Ni、Mn、N等元素加入还会促使形成单相等元素加入还会促使形成单相 组织，阻止形成微电池，从而提高耐蚀性。组织，阻止形成微电池，从而提高耐蚀性。 4.1 不锈钢及耐热钢的分类及特性不锈钢及耐热钢的分类及特性 4.1.2 不锈钢及耐热钢的分类不锈钢及耐热钢的分类 (1) 铬不锈钢铬不锈钢 指指wCr=12%30%，其基本类型，其基本类型Cr13型型 (2) 铬镍不锈钢铬镍不锈钢 指指wCr=12%30%，wNi=6

7、%12%和和 含其他少量元素的钢种，基本类型含其他少量元素的钢种，基本类型Cr18Ni9钢钢 (3) 铬锰氮不锈钢铬锰氮不锈钢 节镍型节镍型奥氏体不锈钢奥氏体不锈钢 部分部分Ni被被Mn、N替代，可减少替代，可减少Ni含量含量 N：固溶强化固溶强化元素，提高耐腐蚀性能，特别是元素，提高耐腐蚀性能，特别是耐局部耐局部 腐蚀腐蚀(点腐蚀、晶间腐蚀、缝隙腐蚀点腐蚀、晶间腐蚀、缝隙腐蚀) 主要成分为主要成分为Cr和和Ni 4.1 不锈钢及耐热钢的分类及特性不锈钢及耐热钢的分类及特性 4.1.2 不锈钢及耐热钢的分类不锈钢及耐热钢的分类 1）不锈钢不锈钢（指习惯型含义）（指习惯型含义） 包括大气环境下及

8、有浸蚀包括大气环境下及有浸蚀 性化学介质中使用的钢，工作温度一般不超过性化学介质中使用的钢，工作温度一般不超过 500，要求，要求耐腐蚀耐腐蚀，对强度要求不高对强度要求不高。 高高Cr钢：钢：1Cr13、2Cr13 低碳低碳Cr-Ni钢：钢：0Cr19Ni9、1Cr18Ni9Ti 超低碳超低碳Cr- Ni钢：钢：00Cr25Ni22Mo2 00Cr22Ni5Mo3 按用途分为：按用途分为： 4.1 不锈钢及耐热钢的分类及特性不锈钢及耐热钢的分类及特性 4.1.2 不锈钢及耐热钢的分类不锈钢及耐热钢的分类 2）耐热钢）耐热钢: 抗氧化钢抗氧化钢和和热强钢热强钢统称为耐热钢统称为耐热钢 按用途分为

9、：按用途分为： 抗氧化钢：抗氧化钢：在高温下具有在高温下具有抗氧化性抗氧化性能的钢，它能的钢，它对高温强度对高温强度 要求不高要求不高。工作温度可高达。工作温度可高达9001100。 常用的钢有高常用的钢有高Cr钢（如钢（如1Cr17、1Cr25Si2）和）和 Cr-Ni钢（如钢（如2Cr25Ni20、2Cr25Ni20Si2）。）。 热强钢热强钢：在高温下既有在高温下既有抗氧化能力抗氧化能力，又具有一定，又具有一定高温强度高温强度， 工作温度可高达工作温度可高达600800。 广泛应用：广泛应用：Cr-Ni钢：钢：1Cr18Ni9Ti、1Cr16Ni25Mo6 以以Cr12为基多元合金化高为

10、基多元合金化高Cr钢钢 4.1 不锈钢及耐热钢的分类及特性不锈钢及耐热钢的分类及特性 4.1.2 不锈钢及耐热钢的分类不锈钢及耐热钢的分类 1） 奥氏体钢奥氏体钢 是在是在高铬高铬不锈钢中添加适当不锈钢中添加适当Ni（8%25%）而形成）而形成 的具有的具有奥氏体组织奥氏体组织的不锈钢。的不锈钢。 应用最广的一类，以应用最广的一类，以高高Cr-Ni钢最为典型钢最为典型 18-8系、系、25-20系、系、25-35系系 供货状态：供货状态：固溶固溶处理处理 按组织分类按组织分类: 4.1 不锈钢及耐热钢的分类及特性不锈钢及耐热钢的分类及特性 4.1.2 不锈钢及耐热钢的分类不锈钢及耐热钢的分类按

11、组织分类按组织分类: 2） 铁素体钢铁素体钢 显微组织为铁素体，显微组织为铁素体，wCr=11.5%32.0% 主要用作：耐热钢（抗氧化钢）、耐蚀钢主要用作：耐热钢（抗氧化钢）、耐蚀钢 如如1Cr17、1Cr25Si2 铁素体钢以铁素体钢以退火退火状态供货状态供货 3） 马氏体钢马氏体钢 显微组织为马氏体，显微组织为马氏体，wCr=11.5%18.0%。 Cr13系系列最为典型：列最为典型：1Cr13、2Cr13、3Cr13、1Cr17Ni12 供货状态：退火、淬火回火态供货状态：退火、淬火回火态 4.1 不锈钢及耐热钢的分类及特性不锈钢及耐热钢的分类及特性 4.1.2 不锈钢及耐热钢的分类不

12、锈钢及耐热钢的分类 按组织分类按组织分类: 4） 铁素体奥氏体双相钢铁素体奥氏体双相钢 钢中铁素体钢中铁素体占占6040 奥氏体奥氏体占占4060，故常称为双相不锈钢，故常称为双相不锈钢 特点：特点：极其优异的抗腐蚀性能极其优异的抗腐蚀性能 典型：典型：18-5系、系、22-5系、系、25-5系系 00Cr18Ni5Mo3Si2、00Cr22Ni5Mo3N 供货状态：固溶处理状态供货状态：固溶处理状态 4.1 不锈钢及耐热钢的分类及特性不锈钢及耐热钢的分类及特性 4.1.2 不锈钢及耐热钢的分类不锈钢及耐热钢的分类 按组织分类按组织分类: 5） 沉淀硬化钢沉淀硬化钢 经时效强化处理以形成经时效

13、强化处理以形成析出硬化相析出硬化相的高强钢，常称为的高强钢，常称为PH 不锈钢（不锈钢（Precipitation Hardening Stainless Steels） 主要用作：高强度不锈钢主要用作：高强度不锈钢 典型的有典型的有马氏体沉淀硬化钢马氏体沉淀硬化钢，如，如0Cr17Ni4Cu4Nb， 简称简称17-4PH； 半奥氏体半奥氏体（奥氏体马氏体）沉淀硬化钢，（奥氏体马氏体）沉淀硬化钢， 如如0Cr17Ni7Al，简称，简称17-7PH 4.1 不锈钢及耐热钢的分类及特性不锈钢及耐热钢的分类及特性 4.1.2 不锈钢及耐热钢的分类不锈钢及耐热钢的分类按组织分类按组织分类: 5） 沉淀

14、硬化钢沉淀硬化钢 经时效强化处理以形成经时效强化处理以形成析出硬化相析出硬化相的高强钢，常称为的高强钢，常称为PH不不 锈钢（锈钢（Precipitation Hardening Stainless Steels） 主要用作：高强度不锈钢主要用作：高强度不锈钢 典型的有典型的有马氏体沉淀硬化钢马氏体沉淀硬化钢，如，如0Cr17Ni4Cu4Nb， 半奥氏体半奥氏体（奥氏体马氏体）沉淀硬化钢，（奥氏体马氏体）沉淀硬化钢， 如如0Cr17Ni7Al，简称，简称17-7PH 发展趋势：超级奥氏体不锈钢、超级马氏体不锈钢、超级发展趋势：超级奥氏体不锈钢、超级马氏体不锈钢、超级 铁素体不锈钢、超级双相不锈

15、钢以及马氏体时铁素体不锈钢、超级双相不锈钢以及马氏体时 效不锈钢效不锈钢 4.1 不锈钢及耐热钢的分类及特性不锈钢及耐热钢的分类及特性 4.1.3 不锈钢及耐热钢的特性不锈钢及耐热钢的特性 合金元素合金元素含量越多含量越多，热导率，热导率越小越小，而，而线膨胀系数线膨胀系数和和电阻率电阻率越大越大 4.1 不锈钢及耐热钢的分类及特性不锈钢及耐热钢的分类及特性 4.1.3 不锈钢及耐热钢的特性不锈钢及耐热钢的特性 1不锈钢的物理性能：不锈钢的物理性能：物理性能与低碳钢有很大差异物理性能与低碳钢有很大差异 马氏体钢和铁素体钢马氏体钢和铁素体钢： 约为低碳钢的约为低碳钢的1/2，其，其与低碳钢大体相

16、当与低碳钢大体相当 奥氏体钢奥氏体钢：约为低碳钢的约为低碳钢的1/3，其，其则比低碳钢大则比低碳钢大50%，并随，并随 着温度的升高，线膨胀系数的数值也相应地提高着温度的升高，线膨胀系数的数值也相应地提高 焊接焊接：过程中会引起：过程中会引起较大的焊接变形较大的焊接变形，特别是在异种金属焊，特别是在异种金属焊 接时，由于这两种材料接时，由于这两种材料和和有很大差异，会产生很大的残余应有很大差异，会产生很大的残余应 力，成为焊接接头产生裂纹的主要原因之一。力，成为焊接接头产生裂纹的主要原因之一。 4.1 不锈钢及耐热钢的分类及特性不锈钢及耐热钢的分类及特性 4.1.3 不锈钢及耐热钢的特性不锈钢

17、及耐热钢的特性 1不锈钢的物理性能：不锈钢的物理性能：物理性能与低碳钢有很大差异物理性能与低碳钢有很大差异 磁性：磁性：非奥氏体钢非奥氏体钢均显现均显现磁性磁性； 奥氏体钢中只有奥氏体钢中只有25-20型及型及16-36型奥氏体钢不呈型奥氏体钢不呈 现磁性；现磁性； 18-8型奥氏体钢在退火状态下虽无磁性，在冷作型奥氏体钢在退火状态下虽无磁性，在冷作 条件能显示出强磁性。条件能显示出强磁性。 4.1 不锈钢及耐热钢的分类及特性不锈钢及耐热钢的分类及特性 2. 不锈钢的耐蚀性能不锈钢的耐蚀性能 腐蚀形式：腐蚀形式：均匀腐蚀、点腐蚀、缝隙腐蚀、均匀腐蚀、点腐蚀、缝隙腐蚀、 晶间腐蚀、应力腐蚀晶间腐

18、蚀、应力腐蚀等等 1）均匀腐蚀）均匀腐蚀：接触腐蚀介质的金属：接触腐蚀介质的金属全部表面全部表面或大部分或大部分 表面均匀进行的腐蚀现象表面均匀进行的腐蚀现象 危害：使金属截面不断减少变薄，最后的破坏是使危害：使金属截面不断减少变薄，最后的破坏是使 结构穿孔或发生类似于超载引起的破坏。结构穿孔或发生类似于超载引起的破坏。 钢铁构件在钢铁构件在大气大气、海水海水及稀的及稀的还原性介质还原性介质中的腐蚀一般中的腐蚀一般 属于均匀腐蚀。属于均匀腐蚀。 4.1 不锈钢及耐热钢的分类及特性不锈钢及耐热钢的分类及特性 2）点腐蚀：）点腐蚀：在金属材料表面大部分不腐蚀或腐蚀轻微，而分在金属材料表面大部分不腐

19、蚀或腐蚀轻微，而分 散发生高度的散发生高度的局部腐蚀局部腐蚀，又称，又称坑蚀坑蚀或或孔蚀孔蚀（Pitting Corrosion） 常见蚀点的尺寸常见蚀点的尺寸小于小于1mm，深度往往大于表面孔径，轻者，深度往往大于表面孔径，轻者 有较浅的蚀坑，严重的甚至形成穿孔。有较浅的蚀坑，严重的甚至形成穿孔。 原因：不锈钢常因原因：不锈钢常因Cl的存在而使钝化膜局部破坏以至的存在而使钝化膜局部破坏以至 形成形成腐蚀坑腐蚀坑。 优先腐蚀区域：表面缺陷处（夹杂物、贫优先腐蚀区域：表面缺陷处（夹杂物、贫Cr区、晶界、位错）区、晶界、位错） 2. 不锈钢的耐蚀性能不锈钢的耐蚀性能 4.1 不锈钢及耐热钢的分类及

20、特性不锈钢及耐热钢的分类及特性 2）点腐蚀）点腐蚀 防止点腐蚀途径：防止点腐蚀途径： 1）减少）减少Cl 含量和 含量和O含量；加入缓蚀剂（如含量；加入缓蚀剂（如CN 、 、 NO3 、 、SO42 等）；降低介质温度等 等）；降低介质温度等 2）在不锈钢中加入）在不锈钢中加入Cr、Ni、Mo、Si、Cu等合金元素等合金元素 3）尽量不进行冷加工，以减少位错露头处发生点腐蚀）尽量不进行冷加工，以减少位错露头处发生点腐蚀 的可能的可能 4）降低钢中的含碳量）降低钢中的含碳量 此外，添加此外，添加N也可提高耐点蚀性能也可提高耐点蚀性能 2. 不锈钢的耐蚀性能不锈钢的耐蚀性能 4.1 不锈钢及耐热钢

21、的分类及特性不锈钢及耐热钢的分类及特性 2）点腐蚀）点腐蚀 点蚀指数点蚀指数： PI = wCr+3.3wMo+(1316)wN 一般希望 一般希望 PI 3540 Cr：形成稳定氧化膜形成稳定氧化膜 Mo：形成形成MoO42 离子，吸附于表面活性点而阻止 离子，吸附于表面活性点而阻止Cl 入侵 入侵 N：与与Mo协同作用，富集于表面膜中，使表面膜不易协同作用，富集于表面膜中，使表面膜不易 破坏破坏 2. 不锈钢的耐蚀性能不锈钢的耐蚀性能 4.1 不锈钢及耐热钢的分类及特性不锈钢及耐热钢的分类及特性 3）缝隙腐蚀）缝隙腐蚀 ：在金属材料表面大部分不腐蚀或腐蚀轻微，而在金属材料表面大部分不腐蚀或

22、腐蚀轻微，而 分散发生高度的分散发生高度的局部腐蚀局部腐蚀，又称，又称坑蚀坑蚀或或孔蚀孔蚀（Pitting Corrosion） 常见蚀点的尺寸常见蚀点的尺寸小于小于1mm，深度往往大于表面孔径，轻者，深度往往大于表面孔径，轻者 有较浅的蚀坑，严重的甚至形成穿孔。有较浅的蚀坑，严重的甚至形成穿孔。 原因：不锈钢常因原因：不锈钢常因Cl的存在而使钝化膜局部破坏以至的存在而使钝化膜局部破坏以至 形成形成腐蚀坑腐蚀坑。 优先腐蚀区域：表面缺陷处（夹杂物、贫优先腐蚀区域：表面缺陷处（夹杂物、贫Cr区、晶界、位错）区、晶界、位错） 2. 不锈钢的耐蚀性能不锈钢的耐蚀性能 4.1 不锈钢及耐热钢的分类及特

23、性不锈钢及耐热钢的分类及特性 4） 晶间腐蚀晶间腐蚀 ：在金属材料表面大部分不腐蚀或腐蚀轻微，在金属材料表面大部分不腐蚀或腐蚀轻微， 而在而在晶粒边界晶粒边界附近发生的有选择性的局部腐蚀附近发生的有选择性的局部腐蚀 危害：破坏晶粒间的结合，大大降低金属的机械强度。危害：破坏晶粒间的结合，大大降低金属的机械强度。 而且腐蚀发生后金属和合金的表面仍保持一定金属光泽，而且腐蚀发生后金属和合金的表面仍保持一定金属光泽， 看不出被破坏的迹象，但晶粒间结合力显著减弱，力学性看不出被破坏的迹象，但晶粒间结合力显著减弱，力学性 能恶化能恶化, 不能经受敲击，是一种很危险的腐蚀。不能经受敲击，是一种很危险的腐蚀

24、。 2. 不锈钢的耐蚀性能不锈钢的耐蚀性能 原因：晶间腐蚀多与晶界原因：晶间腐蚀多与晶界 “贫铬贫铬”现象有联现象有联 系系 奥氏体不锈钢晶间腐蚀示意图奥氏体不锈钢晶间腐蚀示意图 4.1 不锈钢及耐热钢的分类及特性不锈钢及耐热钢的分类及特性 5） 应力腐蚀应力腐蚀 (Stress Corrosion Cracking，简称，简称SCC) 不锈钢在不锈钢在特定的腐蚀介质特定的腐蚀介质和和拉应力拉应力作用下出现的低作用下出现的低 于强度极限的脆性开裂现象于强度极限的脆性开裂现象 引起：大部分是由引起：大部分是由Cl引起的引起的 高浓度苛性碱、硫酸水溶液等也会引起应力腐蚀高浓度苛性碱、硫酸水溶液等也

25、会引起应力腐蚀 2. 不锈钢的耐蚀性能不锈钢的耐蚀性能 SCC的的临界拉应力临界拉应力：应力腐蚀存在临界：应力腐蚀存在临界KISCC，即临界应力，即临界应力 强度因子要大于强度因子要大于KISCC，裂纹才会扩展，裂纹才会扩展 4.1 不锈钢及耐热钢的分类及特性不锈钢及耐热钢的分类及特性 耐热性能：是指高温下，既有耐热性能：是指高温下，既有抗氧化抗氧化或或耐气体介质腐耐气体介质腐蚀蚀 的性能即热稳定性，同时又有足够的的性能即热稳定性，同时又有足够的强度强度即热强性。即热强性。 3不锈钢及耐热钢的高温性能不锈钢及耐热钢的高温性能 1）高温性能）高温性能 不锈钢表面形成的不锈钢表面形成的钝化膜钝化膜

26、不仅具有不仅具有抗氧化抗氧化和和耐腐蚀耐腐蚀的性能，的性能， 而且还可而且还可提高使用温度。提高使用温度。 例如，当在某种标准评定的条件下，若单独应用铬来提高钢的例如，当在某种标准评定的条件下，若单独应用铬来提高钢的 耐氧化性：耐氧化性： 介质温度达到介质温度达到800时，则要求时，则要求wCr需达到需达到12%； 950下，下， wCr =20%； wCr =28%时，在时，在1100也能抗氧化。也能抗氧化。 4.1 不锈钢及耐热钢的分类及特性不锈钢及耐热钢的分类及特性 耐热性能：是指高温下，既有耐热性能：是指高温下，既有抗氧化抗氧化或或耐气体介质腐耐气体介质腐蚀蚀 的性能即热稳定性，同时又

27、有足够的的性能即热稳定性，同时又有足够的强度强度即热强性。即热强性。 3不锈钢及耐热钢的高温性能不锈钢及耐热钢的高温性能 2） 合金化问题合金化问题 耐热钢的高温性能中首先要保证耐热钢的高温性能中首先要保证抗氧化性能抗氧化性能。为此钢中。为此钢中 一般均含有一般均含有Cr、Si或或Al，可形成致密完整的，可形成致密完整的氧化膜氧化膜而防止继而防止继 续发生氧化。续发生氧化。 热强性包括在高温下长时间工作时对断裂的抗力（热强性包括在高温下长时间工作时对断裂的抗力（持久持久 强度强度），或在高温下长时间工作时抗塑性变形的能力（），或在高温下长时间工作时抗塑性变形的能力（蠕变蠕变 抗力抗力）。）。

28、4.1 不锈钢及耐热钢的分类及特性不锈钢及耐热钢的分类及特性 3不锈钢及耐热钢的高温性能不锈钢及耐热钢的高温性能 为提高钢的热强性，其措施主要是：为提高钢的热强性，其措施主要是： 1） 提高提高Ni量量以稳定基体以稳定基体-利用利用Mo、W固溶强化，提固溶强化，提 高原子间结合力。高原子间结合力。 2） 形成稳定的形成稳定的第二相第二相-主要是主要是碳化物相碳化物相（MC、 M6C、 或或M23C6），同时加入强碳化物形成元素），同时加入强碳化物形成元素Nb、Ti、 V等效果更佳。等效果更佳。 3） 减少晶界和强化减少晶界和强化晶界晶界-控制晶粒度并加入微量控制晶粒度并加入微量B 或或稀土稀土

29、等，如奥氏体钢等，如奥氏体钢0Cr15Ni26Ti2MoVB中添加中添加 wB 0.003%。 4.1 不锈钢及耐热钢的分类及特性不锈钢及耐热钢的分类及特性 3不锈钢及耐热钢的高温性能不锈钢及耐热钢的高温性能 3）高温脆化问题高温脆化问题 脆化现象：脆化现象： a）Cr13钢在钢在550附近的附近的回火脆性回火脆性 b）高铬铁）高铬铁素体钢素体钢的的晶粒长大脆化晶粒长大脆化 c）奥氏体钢沿晶界）奥氏体钢沿晶界析出碳化物析出碳化物所造成的脆化所造成的脆化 d）值得注意的还有）值得注意的还有475脆性脆性和和相脆化相脆化 4.1 不锈钢及耐热钢的分类及特性不锈钢及耐热钢的分类及特性 3不锈钢及耐热

30、钢的高温性能不锈钢及耐热钢的高温性能 475脆性脆性：主要出现在：主要出现在wCr15%的的铁素体钢铁素体钢中在中在430480 之间长期加热并缓冷，就可导致强度升高而韧性下降的现象，之间长期加热并缓冷，就可导致强度升高而韧性下降的现象， 称之为称之为475脆性。脆性。 原因原因：铬铬原子在钢中不均匀的原子在钢中不均匀的偏聚偏聚，引起点阵畸变和内应力增，引起点阵畸变和内应力增 加造成的。加造成的。 相相：wCr=45%的典型的典型FeCr金属间化合物，无磁性，硬而脆。金属间化合物，无磁性，硬而脆。 在纯在纯Fe-Cr合金中，合金中，wCr20即可产生即可产生相。相。 当存在其他合金元素，特别是

31、存在当存在其他合金元素，特别是存在Mn、Si、Mo、 W等时，等时， 会促使在较低会促使在较低Cr含量下即形成含量下即形成相，而且可以是三元组成，如相，而且可以是三元组成，如 FeCrMo 4.1 不锈钢及耐热钢的分类及特性不锈钢及耐热钢的分类及特性 4.1.4 Fe-Cr，Fe-Ni相图及合金元素的影响相图及合金元素的影响 1Fe-Cr相图相图 图图4-1 Fe-Cr二元合金状态图二元合金状态图 Cr：缩小奥氏体相区的元素缩小奥氏体相区的元素 强铁素体形成元素强铁素体形成元素 整个合金范围内整个合金范围内：L Cr ： 820时，时， 相，脆化相，脆化 1）由于）由于相在晶界析出，消耗了基体

32、相在晶界析出，消耗了基体 中大量中大量Cr，使，使耐蚀性下降耐蚀性下降。 2）T5%时，熔液就不再凝固为时，熔液就不再凝固为 铁素体，而是形成奥氏体铁素体，而是形成奥氏体 T 14001500时：时： 包晶反应，凝固形成包晶反应，凝固形成相当稳定相当稳定 Ni ：温度转移到温度转移到900350 使奥氏体组织稳定，快速冷却使奥氏体组织稳定，快速冷却 时，都保持奥氏体组织，无法再硬时，都保持奥氏体组织，无法再硬 化。化。Fe-Ni系中系中无脆硬相无脆硬相 4.1 不锈钢及耐热钢的分类及特性不锈钢及耐热钢的分类及特性 3合金元素对相图的影响合金元素对相图的影响 1）碳碳的影响的影响 不锈钢中，不锈

33、钢中，C首先和首先和Cr形成化合物形成化合物，其次是，其次是Fe 强奥氏体化元素强奥氏体化元素：会使：会使相区增大，而相区增大，而相区减小相区减小 T=723纯铁中：纯铁中：C在在相中溶解度是相中溶解度是相中的相中的40倍，倍， 可认为不锈钢中奥氏体晶粒对碳具有良好溶解性可认为不锈钢中奥氏体晶粒对碳具有良好溶解性 但是：由于但是：由于Cr元素具有强烈的形成元素具有强烈的形成M23C6碳化物碳化物倾向倾向 即使是在即使是在C%很低情况下也可生成，使得很低情况下也可生成，使得C在在 奥氏体中活性降低，不锈钢中碳的溶解度大大奥氏体中活性降低，不锈钢中碳的溶解度大大 降低。降低。 4.1 不锈钢及耐热

34、钢的分类及特性不锈钢及耐热钢的分类及特性 3合金元素对相图的影响合金元素对相图的影响 1）碳碳的影响的影响 不锈钢中，不锈钢中，C首先和首先和Cr形成化合物形成化合物，其次是，其次是Fe 强奥氏体化元素强奥氏体化元素：会使：会使相区增大，而相区增大，而相区减小相区减小 T=723纯铁中：纯铁中：C在在相中溶解度是相中溶解度是相中的相中的40倍，可认为不倍，可认为不 锈钢中奥氏体晶粒对碳具有良好溶解性锈钢中奥氏体晶粒对碳具有良好溶解性 但是：由于但是：由于Cr元素具有强烈的形成元素具有强烈的形成M23C6碳化物碳化物倾向即使是在倾向即使是在 C%很低情况下也可生成，使得很低情况下也可生成，使得C

35、在奥氏体中活性降低，不锈在奥氏体中活性降低，不锈 钢中碳的溶解度大大降低。钢中碳的溶解度大大降低。 C还影响还影响相的形成：相的形成： C% 碳化物含量碳化物含量 ，部分，部分Cr转变为转变为M23C6高铬碳化物高铬碳化物 基体中铬的含量减少基体中铬的含量减少,相相(FeCr)析出减缓析出减缓，相区缩小。相区缩小。 4.1 不锈钢及耐热钢的分类及特性不锈钢及耐热钢的分类及特性 3合金元素对相图的影响合金元素对相图的影响 2）氮的影响）氮的影响 强奥氏体化元素强奥氏体化元素 N比比C在奥氏体在奥氏体Cr-Ni不锈钢中的不锈钢中的溶解度高溶解度高得多，得多， 并随着并随着Cr% 而快速增加，因此氮

36、在奥氏体不锈钢而快速增加，因此氮在奥氏体不锈钢 中中不易形成脆性析出相不易形成脆性析出相。 4.1 不锈钢及耐热钢的分类及特性不锈钢及耐热钢的分类及特性 3合金元素对相图的影响合金元素对相图的影响 3）Mo的影响的影响 铁素体形成元素铁素体形成元素：对：对相区有强烈的缩小作用相区有强烈的缩小作用 C：对：对相区有强烈的扩大作用相区有强烈的扩大作用 通过调整通过调整Cr、Mo、C的相对含量，就完全可以避的相对含量，就完全可以避 免或保留一定量的铁素体免或保留一定量的铁素体 Mo：使：使相区的边界向高温区迁移相区的边界向高温区迁移 因此，含因此，含Mo的的Cr不锈钢比不含不锈钢比不含Mo的的Cr不

37、锈钢转不锈钢转 变成变成相的温度更高。相的温度更高。 4.1 不锈钢及耐热钢的分类及特性不锈钢及耐热钢的分类及特性 3合金元素对相图的影响合金元素对相图的影响 4）Mn的影响的影响 Mn：奥氏体形成元素奥氏体形成元素，与，与Ni相似，会扩大相似，会扩大相区，相区， 使使-的转变向低温移动，使得奥氏体组织的转变向低温移动，使得奥氏体组织 在室温下也很稳定，但其对奥氏体化的影响比在室温下也很稳定，但其对奥氏体化的影响比 镍弱。镍弱。 Mn的影响：一是可以防止在奥氏体焊缝中的热裂纹；的影响：一是可以防止在奥氏体焊缝中的热裂纹； 二是提高氮的溶解度。二是提高氮的溶解度。 4.2 奥氏体不锈钢的焊接奥氏

38、体不锈钢的焊接_ 4.2.1 奥氏体不锈钢的类型奥氏体不锈钢的类型_ 4.2.2 奥氏体不锈钢的焊接性分析奥氏体不锈钢的焊接性分析_ 1、奥氏体不锈钢焊接接头的耐蚀性、奥氏体不锈钢焊接接头的耐蚀性_ 2、热裂纹、热裂纹_ 3、析出现象、析出现象 4、低温脆化、低温脆化 4.2.3 奥氏体不锈钢的焊接工艺特点奥氏体不锈钢的焊接工艺特点_ 1、焊接材料选择、焊接材料选择 2、焊接工艺要点、焊接工艺要点 4.2 奥氏体不锈钢的焊接奥氏体不锈钢的焊接 奥氏体不锈钢：不锈钢生产量和使用量的奥氏体不锈钢：不锈钢生产量和使用量的70% 性能：极好的性能：极好的抗腐蚀性抗腐蚀性、生物相容性生物相容性 应用：化

39、学工业、沿海、食品、生物医学、石油化工等应用：化学工业、沿海、食品、生物医学、石油化工等 4.2 奥氏体钢的分类及特点奥氏体钢的分类及特点 （一）奥氏体型不锈钢的分类（一）奥氏体型不锈钢的分类 18-818-8型钢型钢 18-1218-12型钢型钢 25-2025-20型钢型钢 按铬、镍按铬、镍 元素含量元素含量 分分 4.2.1 奥氏体不锈钢的类型奥氏体不锈钢的类型 1）18-8型奥氏体不锈钢型奥氏体不锈钢 应用最广泛应用最广泛，基本钢种，基本钢种 衍生衍生 主要牌号：主要牌号：1Cr18Ni9、 0Cr18Ni9 克服晶间腐蚀：克服晶间腐蚀： 1Cr18Ni9Ti、 0Cr18Ni11Nb

40、 超低碳：超低碳： 00Cr19Ni10 含镍量低，常温时形成奥氏体不稳定，因而含镍量低，常温时形成奥氏体不稳定，因而 冷作硬化倾向较大。冷作硬化倾向较大。 2) 18-12Mo型奥氏体不锈钢型奥氏体不锈钢 wMo=2%4% Mo：缩小奥氏体相区元素，为了固溶处理后得到：缩小奥氏体相区元素，为了固溶处理后得到 单一的奥氏体相，单一的奥氏体相，wNi 10%以上以上 主要牌号：主要牌号：0Cr17Ni12Mo2、 0Cr18Ni12Mo2Ti 3）25-20型奥氏体不锈钢型奥氏体不锈钢 主要牌号：主要牌号：0Cr25Ni20 特点：特点： wCr、wNi 高高 具有很好的具有很好的耐腐蚀性能耐腐

41、蚀性能和和耐热性能耐热性能 在各类酸中耐蚀性较强，一般可作为耐酸钢使用。在各类酸中耐蚀性较强，一般可作为耐酸钢使用。 4.2.2 奥氏体不锈钢的焊接性分析奥氏体不锈钢的焊接性分析 奥氏体不锈钢在任何温度下奥氏体不锈钢在任何温度下 都不会发生相变，对氢脆不都不会发生相变，对氢脆不 敏感，冷裂纹倾向小，在焊敏感，冷裂纹倾向小，在焊 态下奥氏体不锈钢接头也有态下奥氏体不锈钢接头也有 较好的塑形和韧性。焊接的较好的塑形和韧性。焊接的 主要问题是：主要问题是：各种形式的腐各种形式的腐 蚀、焊接热裂纹等。蚀、焊接热裂纹等。此外，此外， 因导热性能差、线膨胀系数因导热性能差、线膨胀系数 大，焊接应力和变形较

42、大。大，焊接应力和变形较大。 主要主要 问题问题 4.2.2 奥氏体不锈钢的焊接性分析奥氏体不锈钢的焊接性分析 1奥氏体不锈钢焊接接头的耐蚀性奥氏体不锈钢焊接接头的耐蚀性 晶间晶间 腐蚀腐蚀 在腐蚀介质的作用下，起源于金属 表面沿晶界深入到金属内部的腐蚀 刀口刀口 腐蚀腐蚀 一种特有的进晶间腐蚀 应力腐应力腐 蚀开裂蚀开裂 金属在应力和腐蚀介质的共同作用 下，所发生的腐蚀破坏 表面部地区出现纵深发展的腐蚀小表面部地区出现纵深发展的腐蚀小 孔，其余地区不腐蚀或腐蚀轻微孔，其余地区不腐蚀或腐蚀轻微 点蚀点蚀 一种特有的进晶间腐蚀，形状类似一种特有的进晶间腐蚀，形状类似 刀削切口刀削切口 在应力和腐

43、蚀介质共同作用下，所在应力和腐蚀介质共同作用下，所 发生的腐蚀破坏发生的腐蚀破坏 在腐蚀介质的作用下，起源于金属在腐蚀介质的作用下，起源于金属 表面沿晶界深入到内部的腐蚀表面沿晶界深入到内部的腐蚀 （1）晶间腐蚀）晶间腐蚀 在同一接头并不能同时看到这三种晶间腐蚀的出现在同一接头并不能同时看到这三种晶间腐蚀的出现 出现敏化区腐蚀就不会有熔合区腐蚀出现敏化区腐蚀就不会有熔合区腐蚀 焊缝区腐蚀主要决定于焊接材料，正常情况不会出现焊缝区腐蚀主要决定于焊接材料，正常情况不会出现 图图4-3 18-8不锈钢焊接接头可能出现不锈钢焊接接头可能出现 晶间腐蚀的部位晶间腐蚀的部位 1-HAZ敏化区敏化区 2-焊

44、缝区焊缝区 3-熔合区刀状腐蚀熔合区刀状腐蚀 焊缝区晶间腐蚀焊缝区晶间腐蚀 HAZ敏化区晶间腐蚀敏化区晶间腐蚀 熔合区刀状腐蚀熔合区刀状腐蚀 机理：晶界容易析出铬的碳化物机理：晶界容易析出铬的碳化物, 形成贫铬的晶粒边界形成贫铬的晶粒边界 1）焊缝区晶间腐蚀焊缝区晶间腐蚀 根据根据贫铬理论贫铬理论，为防止焊缝发生晶间腐蚀：，为防止焊缝发生晶间腐蚀： 通过通过焊接材料焊接材料，使焊缝金属，使焊缝金属 a）或者成为）或者成为超低碳超低碳情况，情况， b）或者含有足够稳定化元素）或者含有足够稳定化元素Nb （因（因Ti不易过渡到焊缝中而不采用不易过渡到焊缝中而不采用Ti） 一般：一般：wNb8wC或

45、或wNb1； 调整调整焊缝成分焊缝成分以获得以获得一定数量铁素体一定数量铁素体（）相）相 焊缝中焊缝中相相的有利作用：的有利作用： 可打乱单一可打乱单一相柱状晶方向性，不致形成连续相柱状晶方向性，不致形成连续 贫贫Cr层层 相富相富Cr，可减少，可减少晶粒形成贫晶粒形成贫Cr层层 焊缝中，焊缝中，相：相：4%12% 过量过量多层焊时易促使形成多层焊时易促使形成相相 不利于高温工作不利于高温工作 相的获得：相的获得：提高提高Creq/Nieq 已知已知Creq及及Nieq 确定焊缝金属的确定焊缝金属的室温组织室温组织 舍夫勒图舍夫勒图： 图图4-4 舍夫勒焊缝组织图（舍夫勒焊缝组织图（1949）

46、 改进舍夫勒图：改进舍夫勒图：德龙图德龙图 ( +30N ) 考虑考虑N： Creq=Cr+Mo+1.5Si+0.5Nb+3Al+5V（%） Nieq=Ni+30C+0.87Mn+K（N-0.045）+0.33Cu（%） K与与N含量有关含量有关 冷却速度增大时：冷却速度增大时：A+F区域显著减小区域显著减小 易于获得易于获得单相单相A或或单相单相F组织组织 2）热影响区）热影响区敏化区晶间腐蚀：敏化区晶间腐蚀： 敏化温度区间：敏化温度区间： 图图4-5 0Cr18Ni9不锈钢不锈钢HAZ晶间腐蚀晶间腐蚀 Cr23C6 在在400-800 之间，既有利于之间，既有利于Cr23C6的析出，晶内的

47、铬原子又不的析出，晶内的铬原子又不 能扩散到晶界，最容易形成贫铬层，对晶间腐蚀也最敏感。一般称能扩散到晶界，最容易形成贫铬层，对晶间腐蚀也最敏感。一般称 400800 温度范围为温度范围为敏化温度区间。敏化温度区间。 敏化区：敏化区： 整个接头中以焊缝和热影响整个接头中以焊缝和热影响 区中加热峰值温度处于区中加热峰值温度处于 6001000的部位对晶间腐的部位对晶间腐 蚀最为敏感，称为蚀最为敏感，称为敏化区敏化区。 只有只有18-8钢钢才会有敏化区存在，含才会有敏化区存在，含Ti或或Nb的的18-8Ti 或或18-8Nb，以及超低碳，以及超低碳18-8钢不易有敏化区出现钢不易有敏化区出现 图图

48、4-6 0Cr18Ni9不锈钢中不锈钢中 碳化物溶解曲线碳化物溶解曲线 对于对于wC=0.05%和和0Cr18Ni9： Cr23C6析出温度：析出温度：600850 TiC的：的：1100 冷却速度快冷却速度快Cr23C6不会析出不会析出 防止防止18-8钢敏化区腐蚀：钢敏化区腐蚀： 采取采取小热输入小热输入、快速焊快速焊过程，过程， 以减少处于敏化加热的时间以减少处于敏化加热的时间 3）刀状腐蚀）刀状腐蚀 在在熔合区熔合区产生的晶间腐蚀有如产生的晶间腐蚀有如刀削切口形式刀削切口形式，故称，故称 为为“刀状腐蚀刀状腐蚀”（Knife-line Corrosion），），简称简称刀蚀刀蚀 腐蚀区

49、宽度初期腐蚀区宽度初期35个晶粒，逐步扩展到个晶粒，逐步扩展到1.01.5mm 图图4-7 不锈钢刀状腐蚀形貌不锈钢刀状腐蚀形貌 500 发生：在发生：在含含Nb或或Ti的的18-8Nb和和18-8Ti钢的钢的熔合区熔合区 实质：与沉淀形成实质：与沉淀形成贫贫Cr层层有关有关 a) 焊焊 前前 b) 焊焊 态态 a) 焊焊 后后 敏敏 化化 TiC M23C6 M23C6 M23C6 TiC TiC HAZ HAZ WM WM WI 图图4-8 18-8Ti钢热影响区中碳化物的分布特征钢热影响区中碳化物的分布特征 WM-焊缝焊缝 WI-焊缝边界焊缝边界 焊前：焊前：10501150水淬固溶处理

50、态水淬固溶处理态 M23C6全部固溶，全部固溶，TiC沉淀游离态沉淀游离态 焊态：焊态：1200以上高温过热作用以上高温过热作用 TiC大部分固溶，分离出来的大部分固溶，分离出来的C原子趋向原子趋向A 晶粒周边运动，晶粒周边运动，Ti来不及扩散保留在原地，来不及扩散保留在原地， C将析集于晶界附近而成为过饱和状态将析集于晶界附近而成为过饱和状态 焊后敏化：焊后敏化： M23C6沉淀，形成晶界贫沉淀，形成晶界贫Cr区区 越靠近融合区，贫越靠近融合区，贫Cr越严重，刀状腐蚀越严重，刀状腐蚀 高温过热高温过热+中温敏化相继作用中温敏化相继作用 防止刀状腐蚀措施：防止刀状腐蚀措施： 1） 18-8Nb

51、和和18-8Ti钢，钢，控制控制wC0.06% 2）焊接时尽量）焊接时尽量减少过热减少过热，如尽量，如尽量避免交叉焊缝避免交叉焊缝、采用、采用 小热输入小热输入 3）面向腐蚀介质一面最后施焊）面向腐蚀介质一面最后施焊 4）3）无法实现时，调整焊缝尺寸和焊接参数，使另）无法实现时，调整焊缝尺寸和焊接参数，使另 一面焊缝焊接时所产生的实际敏化加热影响区不落一面焊缝焊接时所产生的实际敏化加热影响区不落 在第一面的表面过热区在第一面的表面过热区 5）加入适量）加入适量稀土稀土元素元素 引起应力腐蚀开裂须具备三个条件：引起应力腐蚀开裂须具备三个条件： 首先是金属在该环境中具首先是金属在该环境中具有应力腐

52、蚀开裂倾向有应力腐蚀开裂倾向； 其次是由这种材质组成的结构接触或处于选择性其次是由这种材质组成的结构接触或处于选择性 的的腐蚀介质腐蚀介质中；中； 最后是有高于一定水平的最后是有高于一定水平的拉应力拉应力。 （2）应力腐蚀开裂（）应力腐蚀开裂（SCC） 1奥氏体不锈钢焊接接头的耐蚀性奥氏体不锈钢焊接接头的耐蚀性 防止晶间腐蚀措施防止晶间腐蚀措施: （1）采用低碳或超低碳的焊材，如）采用低碳或超低碳的焊材，如A002等等;采用含钛、采用含钛、 铌等稳定化元素的焊条，如铌等稳定化元素的焊条，如A137、A132等。等。 （2）由焊丝或焊条向焊缝熔入一定量铁素体元素）由焊丝或焊条向焊缝熔入一定量铁素

53、体元素,使使 焊缝金属成为奥氏体焊缝金属成为奥氏体+铁素体的双相组织。铁素体的双相组织。 （3）减少焊接熔池过热）减少焊接熔池过热,选用较小的焊接电流和较快选用较小的焊接电流和较快 的焊接速度的焊接速度,加快冷却速度。加快冷却速度。 （4）对耐晶间腐蚀性能要求很高的焊件进行焊后稳定）对耐晶间腐蚀性能要求很高的焊件进行焊后稳定 化退火处理。化退火处理。 应力腐蚀的最大特点之一：应力腐蚀的最大特点之一： 腐蚀介质与材料组合上的选择性腐蚀介质与材料组合上的选择性 如：在如：在Cl 环境中， 环境中，18-8不锈钢应力腐蚀不仅与溶液不锈钢应力腐蚀不仅与溶液 中中Cl 离子 离子有关，而且还与其溶液中有

54、关，而且还与其溶液中wO有关有关 Cl 离子浓度很高、 离子浓度很高、wO较少较少 Cl 离子浓度较低、 离子浓度较低、 wO较高较高 不引起应力腐蚀不引起应力腐蚀 1）腐蚀介质的影响）腐蚀介质的影响 图图4-9 0Cr17Ni12Mo2不锈钢不锈钢 焊趾处的应力腐蚀裂纹焊趾处的应力腐蚀裂纹 20 2）焊接应力的作用焊接应力的作用 应力和腐蚀介质共同作用应力和腐蚀介质共同作用 低热导率低热导率、高线膨胀系数高线膨胀系数焊后焊后残余应力大残余应力大 应力腐蚀开裂的拉应力中，焊接残余应力应力腐蚀开裂的拉应力中，焊接残余应力30% 拉应力拉应力 越易越易发生发生应力腐蚀开裂应力腐蚀开裂 在含在含氯化

55、物氯化物介质中：引起介质中：引起SCC的临界拉应力的临界拉应力ths 在在高温高压水高温高压水中：中：th远小于远小于s 在在H2SO6介质中：由于晶间腐蚀领先，应力则起到介质中：由于晶间腐蚀领先，应力则起到 了加速作用，此时可认为了加速作用，此时可认为th0 防止应力腐蚀开裂：防止应力腐蚀开裂：退火消除焊接残余应力退火消除焊接残余应力最为重要最为重要 回火参数回火参数 LMP=T(lgt+20)10-3 式中式中 T加热温度（）；加热温度（）； t保温时间（保温时间（h）。）。 LMP越大越大，残余应力消除程度越大残余应力消除程度越大 为消除应力，为消除应力，加热温度加热温度T的作用效果远大

56、于加热的作用效果远大于加热 保温时间保温时间t的作用的作用 3）合金元素的作用）合金元素的作用 应力腐蚀开裂大多发生在合金中，在应力腐蚀开裂大多发生在合金中，在晶界晶界上的合金上的合金 元素偏析元素偏析引起合金引起合金晶间开裂晶间开裂是是应力腐蚀应力腐蚀的主要因素之一的主要因素之一 在在氯化物氯化物介质中：介质中： 提高提高Ni含量含量可提高抗应力腐蚀能力可提高抗应力腐蚀能力 Si能使能使氧化膜致密氧化膜致密 加入加入Mo会降低会降低Si的作用，但若的作用，但若SCC根源是点蚀，根源是点蚀， 则则Mo有利于防止点蚀有利于防止点蚀 超低碳超低碳有利于提高抗应力腐蚀开裂性能（图有利于提高抗应力腐蚀

57、开裂性能（图4-11） 应力腐蚀开裂防止措施应力腐蚀开裂防止措施: (1)合理制定成形加工和组装工艺合理制定成形加工和组装工艺,尽可能减小冷作变形尽可能减小冷作变形 度度,避免强制组装避免强制组装,防止组装过程中造成各种伤痕。防止组装过程中造成各种伤痕。 (2)合理选择焊材合理选择焊材: 焊缝与母材应有良好的匹配焊缝与母材应有良好的匹配,不产生不产生 任何不良组织任何不良组织, 如晶粒粗化及硬脆马氏体等如晶粒粗化及硬脆马氏体等; (3)采取合适的焊接工艺采取合适的焊接工艺:保证焊缝成形良好保证焊缝成形良好,不产生任不产生任 何应力集中或点蚀的缺陷何应力集中或点蚀的缺陷,如咬边等如咬边等; (4

58、)消除应力处理消除应力处理:焊后热处理焊后热处理,如焊后完全退火或退火如焊后完全退火或退火; 在难以实施热处理时采用焊后锤击或喷丸等。在难以实施热处理时采用焊后锤击或喷丸等。 （3）点蚀）点蚀 奥氏体钢奥氏体钢焊接接头有焊接接头有点蚀点蚀倾向，即使双相钢倾向，即使双相钢 钢钢PI越小越小点蚀倾向越大点蚀倾向越大 含含Mo钢耐点蚀性能优于不含钢耐点蚀性能优于不含Mo钢钢 点蚀难控制，且常成为应力腐蚀的裂源点蚀难控制，且常成为应力腐蚀的裂源 最易产生点蚀的部位：焊缝中的最易产生点蚀的部位：焊缝中的不完全混合区不完全混合区 焊接材料选择不当时，焊缝中心部位也会有点蚀焊接材料选择不当时，焊缝中心部位也

59、会有点蚀 产生，其主要原因应为产生，其主要原因应为耐点蚀成分耐点蚀成分Cr与与Mo的偏析的偏析 点蚀指数点蚀指数PI=Cr%+3.3Mo%+(13-16)N% 1奥氏体不锈钢焊接接头的耐蚀性奥氏体不锈钢焊接接头的耐蚀性 如，如，Cr22Ni25Mo中中wMo=3%12%，TIG时枝晶晶界：时枝晶晶界： Mo量与其晶轴量与其晶轴Mo量之比（即偏析度）达量之比（即偏析度）达1.6， Cr偏析度达偏析度达1.25 因而因而晶轴晶轴负偏析部位（贫负偏析部位（贫Mo、Cr）易于产生）易于产生点蚀点蚀 TIG自熔焊接所形成的焊缝均易形成自熔焊接所形成的焊缝均易形成点蚀点蚀，甚至，甚至 填送同质焊丝时也是如

60、此，仍不如母材填送同质焊丝时也是如此，仍不如母材 提高耐点蚀性能：提高耐点蚀性能： 一方面须一方面须减少减少Cr、Mo的偏析的偏析； 一方面采用较母材更高一方面采用较母材更高Cr、Mo含量的所谓含量的所谓“超合超合 金化金化”焊接材料（焊接材料（Overalloyed Filler Metal） 提高提高Ni含量，晶轴中含量，晶轴中Cr、Mo的负偏析显著减少，的负偏析显著减少， 因此采用因此采用高高Ni焊丝焊丝应该有利应该有利 CPT（临界点蚀温度）评价耐点蚀性能：图（临界点蚀温度）评价耐点蚀性能：图4-12 由此可得结论：由此可得结论： 1）为提高耐点蚀性能）为提高耐点蚀性能不能进行自熔焊不