304不锈(xiu)钢(gang)管(guan)不仅(jin)具(ju)有耐腐蚀优点(dian),低温下也能保持较(jiao)好(hao)的(de)塑韧(ren)性且(qie)由于(yu)含较高的Cr、Ni等(deng)合金(jin)元素,用于较(jiao)高温(wen)度下(xia)也(ye)有一(yi)定的(de)抗(kang)氧(yang)化性(xing)和强度。然(ran)而其(qi)导(dao)热系(xi)数小、线胀(zhang)系(xi)数大(da)等导致(zhi)焊(han)接(jie)时存在(zai)残(can)余(yu)应(ying)力(li),在接(jie)头(tou)中(zhong)产生(sheng)腐(fu)蚀(shi)、热裂纹及(ji)析出(chu)脆(cui)化等现(xian)象。下(xia)面(mian),一(yi)起(qi)来(lai)了(le)解(jie)304不(bu)锈(xiu)钢管(guan)的(de)焊接性(xing)能(neng)。
焊(han)接(jie)性(xing)能(neng)是指同(tong)质(zhi)材料(liao)或(huo)异质(zhi)材料在(zai)工艺(yi)条件下(xia),能(neng)够焊(han)接(jie)形成(cheng)完整接头(tou)并(bing)满(man)足(zu)预期使用(yong)要(yao)求的能力。包(bao)括两个含义:一是(shi)结合(he)性(xing)能(neng),指(zhi)材(cai)料在焊接(jie)中形(xing)成焊(han)接(jie)缺(que)陷(xian)的(de)敏感性(xing);二是(shi)使用性能,指焊(han)接接头(tou)在(zai)一(yi)定(ding)使(shi)用条件下可(ke)靠运(yun)行的(de)能(neng)力。304不锈钢(gang)管(guan)具(ju)有(you)良好(hao)的综合(he)性能,其焊(han)接性主(zhu)要取决(jue)于(yu)焊接(jie)热循(xun)环,硫、磷等杂(za)质及焊(han)缝(feng)中(zhong)合金(jin)元(yuan)素(su)的含(han)量(liang)。
1、焊(han)接接(jie)头(tou)的(de)腐蚀性 304管(guan)材腐(fu)蚀(shi)主(zhu)要包括(kuo)两种(zhong):晶间腐蚀(shi)和(he)应(ying)力(li)腐蚀。其中(zhong)晶(jing)间(jian)腐(fu)蚀(shi)是(shi)焊接接头(tou)在(zai)特定的(de)腐蚀(shi)介质(zhi)中沿晶(jing)粒(li)边界发(fa)生的腐(fu)蚀(shi)现(xian)象(xiang)(如(ru)图(tu)1a)。一般认为其腐蚀(shi)机理是贫(pin)铬理(li)论(lun)。不锈(xiu)钢(gang)接(jie)头(tou)的焊(han)缝及热(re)影响敏化(hua)区(qu)这(zhe)两(liang)个部(bu)位(wei)最易出(chu)现品(pin)间腐(fu)蚀(shi),遭受晶(jing)间腐(fu)蚀(shi)的(de)接(jie)头由于晶(jing)粒(li)间(jian)已失(shi)去(qu)联(lian)系(xi),在受到(dao)应(ying)力(li)时几(ji)乎(hu)完全(quan)丧失强(qiang)度,往往(wang)造(zao)成(cheng)不锈(xiu)钢(gang)焊(han)接(jie)结构(gou)件的(de)突(tu)然(ran)破坏,危(wei)害性极大(da)。
应(ying)力(li)腐(fu)蚀(shi)是接头在应(ying)力和腐(fu)蚀介(jie)质(zhi)共同(tong)作用下(xia)发生的低(di)应力(li)脆(cui)性开(kai)裂的(de)现象(如(ru)图(tu)1b)。由于(yu)304不锈(xiu)钢(gang)焊管的热(re)胀(zhang)系(xi)数高,焊后(hou)往(wang)往产生(sheng)较大(da)的残余(yu)应(ying)力(li)。奥氏(shi)体不锈钢对含有氯(lv)离(li)子(zi)的(de)溶(rong)液较(jiao)敏感,一(yi)般(ban)易(yi)发生应(ying)力腐蚀(shi),但(dan)专家模拟(ni)了(le)奥氏体(ti)钢(gang)在(zai)海水条(tiao)件下的应力腐(fu)蚀,发(fa)现(xian)NaCl溶(rong)液的浓度(du)在(zai)3.5%和(he)26.5%下,对(dui)材(cai)料SCC敏感性无明显(xian)影响。这可(ke)能是因(yin)为18-8不(bu)锈钢(gang)制品管(guan)的(de)应(ying)力腐(fu)蚀裂纹不(bu)仅(jin)与溶液中(zhong)氯(lv)离子(zi)的浓度(du)有关,还与(yu)其溶液(ye)中(zhong)氧含量(liang)有(you)关(guan)。
2、焊(han)接(jie)接(jie)头的(de)热(re)裂(lie)纹(wen) 一般材料(liao)的合(he)金化程(cheng)度越(yue)高,焊接(jie)时(shi)越容(rong)易(yi)产(chan)生热裂(lie)纹。接头(tou)最(zui)常见(jian)的是(shi)焊(han)缝(feng)凝(ning)固裂(lie)纹(wen)。304的热(re)导(dao)率小而线胀系(xi)数(shu)大(da),在(zai)焊(han)接(jie)局部(bu)加(jia)热及(ji)冷却(que)的(de)条件下接头易(yi)形成(cheng)较(jiao)大(da)的拉应力(li),是热裂(lie)纹(wen)产(chan)生的必要条(tiao)件。
其(qi)次(ci),304不锈(xiu)钢管(guan)焊(han)接(jie)时(shi)易(yi)形成(cheng)方向(xiang)性(xing)很(hen)强(qiang)的(de)柱(zhu)状(zhuang)晶组(zu)织,并在凝固结(jie)晶后(hou)期由(you)于硫、磷等杂质形成的(de)低(di)熔点液态(tai)薄膜割(ge)裂了晶粒之(zhi)间(jian)的联(lian)系,冷却收缩时增(zeng)加了接(jie)头(tou)的(de)热裂倾(qing)向(xiang)。但304钢(gang)管(guan)中少量(liang)铁(tie)素体(ti)的(de)存(cun)在(zai)对(dui)抑制(zhi)热裂纹的产(chan)生是有(you)利(li)的(de)。因为铁(tie)素体(ti)在焊(han)缝中(zhong)呈(cheng)孤(gu)岛(dao)状,起到(dao)打乱结(jie)晶方向(xiang)的作(zuo)用,同(tong)时少量(liang)的铁(tie)素体(ti)能溶(rong)解(jie)杂(za)质以减(jian)少偏(pian)析。
3、焊(han)接接(jie)头(tou)的(de)脆(cui)化(hua) 不(bu)锈(xiu)钢管(guan)接头(tou)的(de)脆化主要包括(kuo)σ相(xiang)析出(chu)脆(cui)化(hua)和(he)低(di)温脆化(hua)。其中(zhong)σ相(xiang)脆化(hua)是指焊件(jian)在(zai)经受(shou)一定(ding)时间的(de)高温加(jia)热(re)后在(zai)焊(han)缝中(zhong)析出(chu)脆(cui)性的(de)σ相,导致整(zheng)个接(jie)头脆(cui)化及(ji)塑韧性降(jiang)低的现(xian)象。低(di)温脆(cui)化(hua)是指(zhi)焊(han)缝组织中(zhong)铁素(su)体(ti)δ相的存在(zai)恶(e)化了材(cai)料的(de)低(di)温韧性。
故(gu)304不锈钢(gang)管焊(han)缝组织(zhi)应(ying)尽量为(wei)单一的γ相(xiang),避(bi)免出现δ相(xiang)。但(dan)从(cong)抗(kang)热(re)裂(lie)性(xing)出发,要(yao)求焊缝金(jin)属(shu)中(zhong)含(han)有一(yi)定(ding)量的铁(tie)素(su)体以(yi)形(xing)成(cheng)γ+δ双(shuang)相组织(zhi)(δ相(xiang)可以(yi)打乱单(dan)一的相(xiang)柱(zhu)状(zhuang)晶的(de)方向(xiang)性(xing))。因此促进(jin)焊(han)缝单相(xiang)γ组(zu)织(zhi)的(de)获(huo)得,控(kong)制(zhi)铁(tie)素(su)体(ti)的(de)形成(cheng)或减少δ相的(de)析出(chu)对于(yu)改(gai)善(shan)接(jie)头的低(di)温韧性(xing)有重(zhong)要作用。对于(yu)高温(wen)工作的接头,抑制δ→σ或(huo)γ→σ的(de)转(zhuan)变均可控制接头的σ相(xiang)析(xi)出(chu)脆(cui)化(hua)。
以(yi)上(shang)就是304不(bu)锈钢管的(de)焊接(jie)性能(neng)内(nei)容了(le)。对(dui)于(yu)生产过程(cheng)中(zhong),焊接是(shi)必(bi)须(xu)经过(guo)的生产处(chu)理(li)工(gong)艺,因(yin)此对其焊(han)接(jie)性能的(de)必(bi)须有一定的了(le)解(jie),这(zhe)对于一些(xie)304不(bu)锈钢管的(de)焊接生(sheng)产过(guo)程(cheng)会有一定(ding)的帮助(zhu)。