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铁素体—奥氏体双相不锈钢的焊接

编辑:天津大桥焊材集团有限公司  时间:2012/03/15  字号:
摘要:铁素体—奥氏体双相不锈钢的焊接

铁索体奥氏体不锈钢是由铁索体(体积分数约占40~60)和奥氏体(体积分数约占60~40)两相组成的双相不锈钢,它兼备了奥氏体钢和铁素体钢的优点,故具有强度高、耐腐性好和易于焊接的特点

    钢中w(Cr)=17~30%和w(Ni)=3~7%,此外还有MoCuNi(Ti)等元素。含碳量较低(w(C)≤008),有时还加入强奥氏体形成元素N。当前已发展Crl8型、Cr21型和Cr25型三类双相不锈钢。

下表是铁素体奥氏体双相不锈钢钢的化学成分。

铁素体—奥氏体不锈钢牌号和化学成分(GB/T12201992

牌号

化学成分(质量分数)%

C

Si

Mn

P

S

Ni

Cr

Mo

Cu

N

其它

0Cr26Ni5Mo2

0.08

1

1.5

0.035

0.03

3-6

23-28

1-3

1Cr18Ni11Si4AlTi

0.1-0.18

3.4-4

0.08

0.035

0.03

10-12

17.5-19.5

Al:

0.1-0.3

Ti:

0.4-0.7

00Cr18Ni5Mo3Si2

0.03

1.3-2

1-2

0.035

0.03

4.5-5.5

18-19.5

2.5-3

下表是铁素体奥氏体双相钢的力学性能。

铁素体奥氏体型不锈钢热处理工艺和力学性能(GB/T1220-1992

牌号

热处理℃

拉伸试验

冲击吸收功

硬度试验

σ0.2MPa

σb(MPa)

δ5(%)

ψ(%)

AK(J)

HBS

HRB

HV

0Cr26Ni5Mo2

固溶950-1100,快冷

390

590

18

40

277

29

292

1Cr18Ni11Si4AlTi

固溶93-1050快冷

440

715

25

40

63

00Cr18Ni5Mo3Si2

固溶920-1150,快冷

390

590

20

40

30

300

这类钢焊接的土要特点是:与纯奥氏体不锈钢相比具有较低的热裂倾向;与纯铁索体不锈钢相比焊后具有较低的脆化倾向,而且焊接热影响区铁索体粗化程度也较低,故焊接性较好。

但是,双相不锈钢的相比例不仅与成分有关,而且与加热温度也有关。在焊接热循环作用下会发生明显的相比例变化,当加热温度足够高时,就会发生γ—α转变,使铁素体增多,而奥氏体减少,甚至可能完全变成纯铁素体组织,从而失去双相组织所具有的特性,使接头的力学性能和耐蚀性能下降。为此,须控制母材和焊接材料的成分(可通过舍夫勒的不锈钢组织图估计)和焊接工艺参数,使接头能形成足够数量的γ相,以保证接头所需的力学性能和耐蚀性能。

    由于这类钢焊接性能良好,焊时可不预热和后热。薄板宜用TIG焊,中厚扳可用焊条电弧焊,焊条电弧焊时宜选用成分与母材相近的专用焊条或含碳量低的奥氏体焊条。对于Cr25型双相钢也可选用镍基合金焊条。

下表为部分铁素体奥氏体双相不锈钢焊接材料的选择示例。

钢号

焊条

氩弧焊丝

埋弧焊

型号

牌号

焊丝

焊剂

00Cr18Ni5Mo3Si2

00Cr18Ni5Mo3Si2Nb

E316L-16

E309MoL-16

E309-16

A022Si

A042

A302

H00Cr18Ni14Mo2

H00Cr20NI12mO3nB

H00cR25nI13mO3

H1cR24Ni13

HJ260

HJ172

SJ601

0Cr21Ni5Ti

1Cr21Ni5Ti

0Cr21Ni6Mo2Ti

00Cr22Ni5Mo3N

E308-16

E309MoL-16

A102

A042

或成分相近的专用焊条

H0Cr20Ni10Ti

H00Cr18Ni14Mo2

 

 

00Cr25Ni5Ti

00Cr26Ni7Mo2Ti

00Cr25Ni5Mo3N

E309L-16

E308L-16

ENi-0

ENiCrMo-0

ENiCrFe-3

A072

A062

A002

Ni112

Ni307

Ni307A

H0Cr26Ni21

H00Cr21Ni10或同母材成分焊丝或镍基焊丝

 

 

铁素体奥氏体双相钢中因有较大比例铁索体存在,而铁素体钢所故有的脆化倾向,如475℃脆性,δ相析出脆化和晶粗粗化,依然存在,只因有奥氏体的严衡作用而获得一定缓解,焊接时,仍需注意。对无Ni或低Ni双相不锈钢焊接时,在热影响区有单相铁索体及晶粒粗化倾向,这时应注竟控制焊接热输入,尽量用小电流、高焊速、窄焊道和多道焊,以防止热影响区晶粒粗化和单相铁素体化,层间温度不宜太高,最奸冷后再焊下一层。

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