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1、需要更详细QQ287977732 、 压力容器用锈钢及其焊接特点所谓锈钢指钢加入定量铬元素使钢处于钝化状态具锈特性达目其铬含量必须12%提高钢钝化性锈钢往往需加入能使钢钝化镍、钼等元素般所指锈钢实际锈钢耐酸钢总称锈钢并定耐酸耐酸钢般均具良锈性能锈钢按其钢组织同四类即奥氏体锈钢、铁素体锈钢、马氏体锈钢、奥氏体铁素体双相锈钢1. 奥氏体锈钢及其焊接特点奥氏体锈钢应用广泛锈钢高Cr-Ni型普遍目前奥氏体锈钢致Cr18-Ni8型、Cr25-Ni20型、Cr25-Ni35型奥氏体锈钢焊接特点:① 焊接热裂纹 奥氏体锈钢由于其热传导率线膨胀系数焊接程焊接接部位高温停留间较焊缝易形粗柱状晶组织凝固结晶程若硫、磷、锡、锑、铌等杂质元素含量较高晶间形低熔点共晶焊接接承受较高拉应力易焊缝形凝固裂纹热影响区形液化裂纹都属于焊接热裂纹防止热裂纹效途径降低钢及焊材易产低熔点共晶杂质元素使铬镍奥氏体锈钢含4% ~ 12%铁素体组织 ② 晶间腐蚀 根据贫铬理论晶间析碳化铬造晶界贫铬产晶间腐蚀主要原选择超低碳焊材或含铌、钛等稳定化元素焊材防止晶间腐蚀主要措施 ③ 应力腐蚀裂 应力腐蚀裂通表现脆性破坏且发破坏程间短危害严重造奥氏体锈钢应力腐蚀裂主要原焊接残余应力焊接接组织变化或应力集存局部腐蚀介质浓缩影响应力腐蚀裂原 ④ 焊接接σ相脆化 σ相种脆硬金属间化合物主要析集于柱状晶晶界γ相δ相都发σ相转变比于Cr25Ni20型焊缝800℃ ~ 900℃加热发强烈γ→δ转变于铬镍型奥氏体锈钢特别铬镍钼型锈钢易发δ→σ相转变主要由于铬、钼元素具明显σ化作用焊缝δ铁素体含量超12%δ→σ转变非显著造焊缝金属明显脆化热壁加氢反应器内壁堆焊层δ铁素体含量控制3%~10%原2. 铁素体锈钢及其焊接特点铁素体锈钢普通铁素体锈钢超纯铁素体锈钢两类其普通铁素体锈钢Cr12 ~ Cr14型00Cr12、0Cr13Al;Cr16 ~ Cr18型1Cr17Mo;Cr25 ~ 30型由于普通铁索体锈钢碳、氮含量较高故加工形及焊接都较困难耐蚀性难保证使用受限制超纯铁素体锈钢严格控制钢碳氮总量般控制0.035% ~ 0.045%、0.030%、0.010% ~ 0.015%三层同加入必要合金元素进步提高钢耐腐蚀性综合性能与普通铁素体锈钢相比超纯高铬铁素体锈钢具耐均匀腐蚀、点蚀及应力腐蚀性能较应用于石化设备铁素体锈钢焊接特点:① 焊接高温作用加热温度达1000℃热影响区特别近缝区晶粒急剧焊即使快速冷却避免晶粒粗化引起韧性急剧降及较高晶间腐蚀倾向② 铁素体钢本身含铬量较高害元素碳、氮、氧等较脆性转变温度较高缺口敏性较强焊脆化现象较严重③ 400℃ ~ 600℃间加热缓冷现475℃脆化使温韧性严重降550℃ ~ 820℃间加热则容易铁素体析σ相明显降低其塑、韧性3. 马氏体锈钢及其焊接特点马氏体锈钢Cr13型马氏体锈钢、低碳马氏体锈钢超级马氏体锈钢Cr13型具般抗腐蚀性能Cr12基马氏体锈钢加入镍、钼、钨、钒等合金元素除具定耐腐蚀性能具较高高温强度及抗高温氧化性能马氏体锈钢焊接特点:Cr13型马氏体锈钢焊缝热影响区淬硬倾向特别焊接接空冷条件便硬脆马氏体焊接拘束应力扩散氢作用容易现焊接冷裂纹冷却速度较近缝区及焊缝金属形粗铁素体及沿晶析碳化物使接塑、韧性显著降低低碳及超级马氏体锈钢焊缝热影响区冷却虽全部转变低碳马氏体没明显淬硬现象具良焊接性能二、 压力容器用锈钢焊材选用1. 奥氏体锈钢焊材选用奥氏体锈钢焊材选择原则裂纹前提保证焊缝金属耐蚀性能及力性能与母材基本相或高于母材般要求其合金致与母材匹配于耐蚀奥氏体锈钢般希望含定量铁素体既能保证良抗裂性能能抗腐蚀性能某些特殊介质尿素设备焊缝金属允许铁素体存否则降低其耐蚀性耐热用奥氏体钢应考虑焊缝金属内铁素体含量控制于期高温运行奥氏体钢焊件焊缝金属内铁素体含量应超5%读者根据Schaeffler图按焊缝金属铬量镍量估计相应铁素体含量2. 铁素体锈钢焊材选用铁素体锈钢焊材基本三类:1)基本与母材匹配焊材;2)奥氏体焊材;3)镍基合金焊材由于其价格较高故少选用铁素体锈钢焊材采用与母材相材料拘束度容易产裂纹焊采用热处理恢复耐蚀性能并改善接塑性采用奥氏体焊材免除预热焊热处理于含稳定元素各种钢热影响区敏化仍存用309型310型铬镍奥氏体焊材于Cr17钢用308型焊材合金含量高焊材利于提高焊接接塑性奥氏体或奥氏体铁素体焊缝金属基本与铁素体母材等强某些腐蚀介质焊缝耐蚀性能与母材同点选择焊材要注意3. 马氏体锈钢焊材选用锈钢马氏体锈钢利用热处理调整性能保证使用性能要求特别耐热用马氏体锈钢焊缝应尽量接近母材防止冷裂纹采用奥氏体焊材焊缝强度必低于母材焊缝同母材相近焊缝热影响区同硬化变脆同热影响区现火软化区防止冷裂厚度3mm构件往往要进行预热焊往往需要进行热处理提高接性能由于焊缝金属与母材热膨胀系数基本致经热处理能完全消除焊接应力工件允许进行预热或热处理选择奥氏体组织焊缝由于焊缝具较高塑性韧性能松弛焊接应力并且能较固溶氢降低接冷裂倾向种材质均匀接由于热膨胀系数同循环温度工作环境熔合区能产剪应力导致接破坏于简单Cr13型马氏体钢采用奥氏体组织焊缝焊缝调整余般都母材基体相同必须限制害杂质S、P及Si等SiCr13型马氏体钢焊缝促使形粗马氏体降低含C量利于减淬硬性焊缝存少量Ti、N或Al等元素细化晶粒并降低淬硬性于组元合金化Cr12基马氏体热强钢主要用途耐热通用奥氏体焊材焊缝希望接近母材调整必须保证焊缝致现铁素体相性能十害由于Cr13基马氏体热强钢主要铁素体元素(Mo、Nb、W、V等)保证全部组织均马氏体必须用奥氏体元素加平衡要适C、Ni、Mn、N等元素马氏体锈钢具相高冷裂倾向必须严格保持低氢甚至超低氢选择焊材必须要注意点三、 压力容器用锈钢焊接要点1. 奥氏体锈钢焊接要点总说奥氏体锈钢具优良焊接性几乎所熔化焊接均用于焊接奥氏体锈钢奥氏体锈钢热物理性能组织特点决定其焊接工艺要点① 由于奥氏体锈钢导热系数热膨胀系数焊接易于产较变形焊接应力应尽能选用焊接能量集焊接② 由于奥氏体锈钢导热系数同电流比低合金钢较熔深同由于其电阻率焊条电弧焊避免焊条发红与同直径碳钢或低合金钢焊条相比焊接电流较③ 焊接规范般采用线能量进行焊接 焊条电弧焊宜采用直径焊条快速道焊于要求高焊缝甚至采用浇冷水加速冷却于纯奥氏体锈钢及超级奥氏体锈钢由于热裂纹敏性更应严格控制焊接线能量防止焊缝晶粒严重与焊接热裂纹发④ 提高焊缝抗热裂性能耐蚀性能焊接要特别注意焊接区清洁避免害元素渗入焊缝⑤ 奥氏体锈钢焊接般需要预热防止焊缝热影响区晶粒及碳化物析保证焊接接塑、韧性耐蚀姓应控制较低层间温度般超150℃2. 铁素体锈钢焊接要点铁素体锈钢铁素体形元素相较奥氏体形元素相较少材料淬硬冷裂倾向较铁素体锈钢焊接热循环作用热影响区晶粒明显接韧性塑性急剧降热影响区晶粒程度取决于焊接所达高温度及其保持间焊接铁素体锈钢应尽量采用线能量即采用能量集电流TIG、直径焊条手工焊等同尽能采用窄间隙坡口、高焊接速度层焊等措施并严格控制层间温度由于焊接热循环作用般铁素体锈钢热影响区高温区产敏化某些介质产晶间腐蚀焊经700~850℃退火处理使铬均匀化恢复其耐蚀性普通高铬铁素体锈钢采用焊条电弧焊、气体保护焊、埋弧焊焊等熔焊由于高铬钢固低塑性及焊接热循环引起热影响区晶粒碳化物、氮化物晶界集聚焊接接塑性韧性都低采用与母材化相似焊材且拘束度易产裂纹防止裂纹改善接塑性耐蚀性焊条电弧焊例采取列工艺措施① 预热100 ~ 150℃左右使材料富韧性状态焊接含铬越高预热温度应越高② 采用线能量、摆焊接层焊应控制层间温度高于150℃宜连续施焊减高温脆化475℃脆性影响③ 焊进行750 ~ 800℃退火处理由于碳化物球化铬布均匀恢复耐蚀性并改善接塑性退火应快冷防止现σ相及475℃脆性3. 马氏体锈钢焊接要点于Cr13型马氏体锈钢采用同材质焊条进行焊接降低冷裂纹敏性确保焊接接塑、韧性应选用低氢型焊条并同采取列措施:① 预热预热温度随钢材含碳量增加提高般100℃ ~ 350℃范围内② 热于含碳量较高或拘束度焊接接焊采取热措施防止焊接氢致裂纹③ 焊热处理改善焊接接塑、韧性耐蚀性焊热处理温度般650℃ ~ 750℃保温间按1h / 25mm计于超级及低碳马氏体锈钢般采取预热措施拘束度或焊缝含氢量较高采取预热及热措施预热温度般100℃ ~ 150℃焊热处理温度590 ~ 620℃于含碳量较高马氏体钢或焊前预热、焊热处理难实施及接拘束度较情况工程用奥氏体型焊材提高焊接接塑、韧性防止产裂纹焊缝金属奥氏体组织或奥氏体主组织与母材强度相比实低强匹配且焊缝金属与母材化、金相组织、热物理性能、力性能差别焊接残余应力避免容易引发应力腐蚀或高温蠕变破坏。
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