
焊材
盐等化学浸蚀性介质腐蚀的钢,又称不锈耐酸钢。实际应用中,常将耐弱腐蚀介质腐蚀的钢称为不锈钢,而将耐化学介质腐蚀的钢称为耐酸钢。由于两者在化学成分上的差异,前者不一定耐化学介质腐蚀,而后者则一般均具有不锈性。
不锈钢常按组织状态分为:马氏体钢、铁素体钢、奥氏体钢、奥氏体-铁素体(双相)不锈钢及沉淀硬化不锈钢等。另外,可按成分分为:铬不锈钢、铬镍不锈钢和铬锰氮不锈钢等。
按照工艺焊材分为Tig焊丝,Mig 焊丝,埋弧焊焊材,焊条电弧焊用焊条,带极堆焊用焊带等。伊萨产品包含上述全系列工艺以及合金系列焊材。铁素体不锈钢
铁素体不锈钢具有类似于低碳钢的性能,但是由于添加约11 - 17%的铬, 其还拥有更好的耐腐蚀
铁素体性能。由于镍含量较低,铁素体不锈钢在不锈钢系列中是相对比较便宜的, 并且具有较好的抗氯化物腐蚀的能力。
铁素体不锈钢的焊接性根据成分的不同而不同。铁素体不锈钢严格控制了马氏体的含量并且限制了热影响区的沉淀碳化物从而大大改善了铁素体不锈钢的焊接性。然而,由于热影响区的晶粒组织增大, 几乎所有的铁素体不锈钢的焊接热影响区的冲击韧性都会降低。另外在焊接3mm以上易形成马氏体组织的铁素体不锈钢焊接时, 为防止在冷却过程中产生裂纹, 预热和层间温度的控制是十分重要的。
焊接铁素体铁素体不锈钢的焊材可以使与母材相匹配的铁素体不锈钢焊材或者使用奥氏体不锈钢焊材。铁素体不锈钢具有抗硫酸氛围腐蚀的性能,这种抗硫酸氛围腐蚀的应用场合不建议用奥氏体不锈钢焊材。[3] 马氏体不锈钢
马氏体不锈钢是一类可以通过热处理(淬火、回火)对其性能进行调整的不锈钢,通常,11 - 13%铬和碳含量更高,是一类可硬化的不锈钢。这种特性决定了这类钢必须具备两个基本条件:一是在平衡相图中必须有奥氏体相区存在,在该区域温度范围内进行长时间加热,使碳化物固溶到钢中之后,进行淬火形成马氏体,也就是化学成分必须控制在γ或γ+α相区,二是要使合金形成耐腐蚀和氧化的钝化膜,铬含量必须在10.5%以上。按合金元素的差别,可分为马氏体铬不锈钢和马氏体铬镍不锈钢。[4] 奥氏体不锈钢
奥氏体不锈钢
奥氏体不锈钢在常温下具有奥氏体组织的不锈钢。钢中含Cr约18%、Ni8%~10%、C约0.1%时,具有稳定的奥氏体组织。奥氏体铬镍不锈钢包括著名的18Cr-8Ni钢和在此基础上增加Cr、Ni含量并加入Mo、Cu、Si、Nb、Ti等元素发展起来的高Cr-Ni系列钢。奥氏体不锈钢无磁性而且具有高韧性和塑性,但强度较低,不可能通过相变使之强化,仅能通过冷加工进行强化。如加入S,Ca,Se,Te等元素,则具有良好的易切削性。[5] 双相不锈钢(奥氏体铁素体)
奥氏体--铁素体双相不锈钢:是奥氏体和铁素体组织各约占一半的不锈钢。在含C较低的情况下,Cr含量在18%~28%,Ni含量在3%~10%。有些钢还含有Mo、Cu、Si、Nb、Ti,N等合金元素。该类钢兼有奥氏体和铁素体不锈钢的特点,与铁素体相比,塑性、韧性更高,无室温脆性,耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高,同时还保持有铁素体不锈钢的475℃脆性以及导热系数高,具有超塑性等特点。与奥氏体不锈钢相比,强度高且耐晶间腐蚀和耐氯化物应力腐蚀有明显提高。双相不锈钢具有优良的耐孔蚀性能,也是一种节镍不锈钢。[6]
5焊材特点编辑均匀腐蚀
在这种情况下,不锈钢表面的钝化膜局部或全部损坏。腐蚀以一定速度扩散,这个速度由腐蚀的环境和合金的成分共同决定。不锈钢的均匀腐蚀一般发生在酸性环境或热碱溶液中。通常增加铬和钼抵抗均匀腐蚀。[7]
均匀腐蚀晶间腐蚀
晶间腐蚀,是指在某些环境中,晶界的溶解速度远大于晶粒本身的溶解速度时,会产生沿晶界进行的
晶间腐蚀选择性局部腐蚀,称为晶间腐蚀。奥氏体不锈钢焊接件容易在焊接接头处发生晶间腐蚀,根据贫铬理论,其原因是焊接时焊缝和热影响区在加热到500~850℃温度范围停留一定时间的接头部位,在晶界处析出高铬碳化物(Cr23C6),引起晶粒表层含铬量降低,形成贫铬区,在腐蚀介质的作用下,晶粒表层的贫铬区受到腐蚀而形成晶间腐蚀。这时被腐蚀的焊接接头表面无明显变化,受力时则会沿晶界断裂,几乎完全失去强度。[8] 点状腐蚀
点状腐蚀是局部腐蚀的一种,这种腐蚀在不锈钢表面产生分散的小腐蚀点。不锈钢点腐蚀是点腐蚀主要发
点状腐蚀生在含有氯化物或其他卤化物的中性或酸性溶液环境下。通过添加Cr, Mo 和N可以显著提高不锈钢的抗点蚀性能。 下列公式常用于衡量焊缝金属的抗点蚀性能:PREN=% Cr +3.3%Mo+16% N。
但是用该公式来对比钢材与焊缝金属的抗点蚀性能时,需要考虑焊缝金属在凝固时的偏析对成分的影响。[9] 缝隙腐蚀
缝隙腐蚀是局部腐蚀的一种,由于狭缝或间隙的存在,在狭缝内或近旁发生的腐蚀,发生缝隙腐蚀的缝隙必须宽到腐蚀溶液能够进入,但又必须窄到能维持溶液静滞。缝隙腐蚀通常发生在金属表面与垫片、垫圈、衬板、表面沉积物等接触的地方以及搭接缝、金属重叠处等地方。不锈钢焊材具有良好的抗点蚀腐蚀也有良好的抗裂缝腐蚀。[10]
缝隙腐蚀应力腐蚀开裂
应力腐蚀开裂是焊接接头在特定腐蚀环境下受拉伸应力作用时所产生的延迟开裂现象。