焊接綜合實驗

1、焊接綜合實驗論文 題目：不銹鋼薄板焊接方法及工藝設(shè)計系 別 材化學(xué)院 專 業(yè) 姓 名 學(xué) 號 導(dǎo) 師 年 月 日 15不銹鋼薄板焊接方法及工藝設(shè)計摘  要鋼是我們現(xiàn)代社會中不可缺少的一種材料，它可以看作一個國家工業(yè)化水平的標(biāo)志。鋼的產(chǎn)量越高就代表這個國家的工業(yè)化水平越高。不銹鋼是鋼中非常重要的一種，由于不銹鋼具有特殊的使用性能和力學(xué)性能，在現(xiàn)在的各行各業(yè)中已經(jīng)被越來越多的使用。本文探討的304L 不銹鋼(ASTM標(biāo)準(zhǔn)) 為奧氏體不銹鋼, 屬于超低碳級不銹鋼, 具有良好的綜合性能, 是目前工業(yè)上應(yīng)用最廣泛的不銹鋼。文章通過現(xiàn)場實際操作, 研究總結(jié)了304L 不銹鋼焊接的工藝特

2、點, 針對晶間腐蝕、層間未熔合、引弧夾鎢、收弧縮孔等問題提出了具體的解決辦法和注意事項, 有效地解決了焊接質(zhì)量問題。關(guān)鍵詞: 奧氏體不銹鋼; 晶間腐蝕; 危險溫度區(qū); 焊接強度目錄1 緒論3 前言32 實驗方案及實驗方法4 2.1 實驗材料4 2.2 304L不銹鋼的特性和焊接工藝參數(shù)4 2.3 304L不銹鋼焊接工藝特點42.3 1 晶間腐蝕及應(yīng)對措施42.3 2 層間未熔合的解決方法52.3 3 采用專用氬弧焊機, 克服引弧夾鎢和收弧縮孔52.3 4 采用單側(cè)連續(xù)送絲方式52.3 5 采用小熱量輸入、小電流快速焊6 2.4 焊接設(shè)備6 2.5 焊前準(zhǔn)備7 2.6 注意事項7 2.7 力學(xué)性

3、能試驗72.7.1 拉伸試驗82.7.2 硬度試驗9 2.8 金相組織分析92.8.1 實驗概述92.8.2 金相試樣的制備步驟102.8.3 實驗結(jié)果分析113 結(jié)論144 心得體會15參考文獻15致謝161 緒論前    言 不銹鋼指耐空氣、蒸汽、水等弱腐蝕介質(zhì)和酸、堿、鹽等化學(xué)浸蝕性介質(zhì)腐蝕的鋼，是20世紀(jì)初材料領(lǐng)域最偉大的發(fā)明之一。不銹鋼工業(yè)化生產(chǎn)自1912年由克虜伯公司開始至今已有近百年的歷史，是一種重要的工程材料，已經(jīng)被廣泛用于各種工業(yè)和環(huán)境的結(jié)構(gòu)中去。近年來，中國不銹鋼的生產(chǎn)和消費迅速的發(fā)展，不銹鋼的表觀消費量由1990年的26萬

4、噸增長到2009年近千萬噸，成為世界上備受關(guān)注的不銹鋼第一消費大國。 奧氏體不銹鋼的綜合焊接性能良好，但在焊接過程中由于設(shè)備、材料、工藝、及操作等原因，會形成一定的焊接缺陷，使焊件質(zhì)量達不到要求，影響工作質(zhì)量及使用壽命。在世界上45的鋼的連接是用焊接來完成的，手工電弧焊又是我們生活中不可缺少的一部分，目前我用的越來越多的鋼就奧氏體不銹鋼，所以對于奧氏體鋼焊接的研究已經(jīng)越來越迫在眉睫。我做這篇論文就是從手工電弧焊方面來研究奧氏體不銹鋼的焊接。主要從材料的力學(xué)性能化學(xué)成分，和通過焊接性的分析來討論奧氏體不銹鋼的焊接性能。2 實驗方案及實驗方法2.1 實驗材料本實驗選用的是材質(zhì)為304L

5、不銹鋼( 美國ASTM 標(biāo)準(zhǔn)) ,規(guī)格為長70寬30厚3的板材 分析奧氏體不銹鋼焊接中易發(fā)生的缺陷, 并介紹采取的預(yù)防措施。 2.2 304L 不銹鋼的特性和焊接工藝參數(shù)奧氏體不銹鋼304L 對應(yīng)我國的標(biāo)準(zhǔn)是00Cr19Ni10, 其主要化學(xué)成分和機械性能見表1。304L 不銹鋼的熱導(dǎo)率較低, 約為碳鋼的1/3,電阻率約為碳鋼的5 倍, 線膨脹系數(shù)比碳鋼約大50%, 密度大于碳鋼。奧氏體不銹鋼焊條大體分為酸性鈦鈣型和堿性低氫型兩大類：低氫型不銹鋼焊條的抗熱裂性較高, 但成型不如鈦鈣型焊條, 抗腐蝕性也較差，鈦鈣型不銹鋼焊條具有良好的工藝性能，生產(chǎn)中用得較多。由于不銹鋼存在眾多與碳鋼不同的特性,

6、 其焊接工藝規(guī)范也與碳鋼有所不同,對于304L 不銹鋼鋼管( D60 mm ×6 mm) 我們采用的焊絲為ER308L, 焊接工藝參數(shù)見表22.3 304L不銹鋼焊接工藝特點 2.3 1 晶間腐蝕及應(yīng)對措施晶間腐蝕是在腐蝕介質(zhì)作用下, 起源于金屬表面的晶界并且沿晶粒邊界深入金屬內(nèi)部產(chǎn)生在晶粒之間的一種腐蝕。晶間腐蝕是奧氏體不銹鋼常見的焊接缺陷:Cr 是奧氏體不銹鋼中具有耐腐蝕性的基本元素, 當(dāng)Cr 含量低于12%時, 就不再具有耐腐蝕性了。304L 不銹鋼在焊接過程中存在焊接危險溫度區(qū)間( 為450 850 ) , 見圖1。當(dāng)溫度達到這一范圍時, 奧氏體中過飽和的碳向晶界處迅速擴散并

7、在晶粒邊界析出, 析出的碳和鉻形成碳化鉻( Cr23C6) 。因為鉻在奧氏體中的擴散速度很慢, 來不及向晶界擴散, 這樣就大量消耗了晶界處的鉻,使晶界處含鉻量降低到小于12%, 這時晶界就失去了耐腐蝕能力。如果溫度低于450 , 則奧氏體中的碳擴散速度不快, 不能在晶界處擴散析出而形成碳化鉻, 所以沒有晶間腐蝕現(xiàn)象。如果溫度高于850 , 這時不僅碳在奧氏體中的擴散速度極快, 而且鉻在奧氏體中的擴散速度也很快, 故不能造成晶粒邊界處貧鉻, 因而也不會發(fā)生晶間腐蝕。為防止304L 不銹鋼在焊接過程中耐腐蝕性能下降, 可以采取以下幾點措施:(1)焊接時在管道內(nèi)部進行充氬施工, 并且確保根焊時充氬濃

8、度達到92%以上。在填充、蓋帽焊時, 也要進行充氬, 防止焊縫金屬在高溫時進行氧化反應(yīng), 造成晶間腐蝕。(2)焊接時采用小電流, 快速焊, 降低焊接線能量, 縮短奧氏體不銹鋼在危險溫度區(qū)間( 450 850 ) 的停留時間, 防止晶間腐蝕。(3)對有條件進行熱處理的焊縫, 在焊接后可以進行快速冷卻, 使焊縫溫度低于450, 防止晶間腐蝕。2.3 2 層間未熔合的解決方法相對于碳鋼, 不銹鋼在熔化后黏度大, 流動性差, 容易形成層間未熔合等缺陷。為此在焊接時相應(yīng)地增大焊縫坡口角度, 便于熔敷金屬流動,通常坡口角度為75°±5°。另外在根焊中盡量采用小直徑焊絲, 小電

9、流, 降低焊接線能量, 提高熔敷金屬的流動性。2.3 3 采用專用氬弧焊機, 克服引弧夾鎢和收弧縮孔不銹鋼焊接易產(chǎn)生引弧夾鎢和收弧縮孔, 需要配備具有高頻引弧和電流衰減特性的專用氬弧焊機, 高頻引弧可以減少焊接夾鎢, 電流衰減可以減少收弧縮孔。2.3 4 采用單側(cè)連續(xù)送絲方式不銹鋼焊接中, 對于焊口組對間隙較大的焊縫, 采用單側(cè)連續(xù)送絲方式( 見圖2) , 焊槍連續(xù)擺動, 焊絲只在一側(cè)徐徐送入, 靠液態(tài)金屬流動性與另一側(cè)熔化母材結(jié)合, 這樣可以防止根焊內(nèi)部的單側(cè)咬邊問題, 改善內(nèi)部成型。2.3 5 采用小熱量輸入、小電流快速焊不銹鋼焊接中采用小熱量輸入、小電流快速焊。焊絲不做橫向擺動, 焊道宜

10、窄不宜寬, 最好不超過焊絲直徑的3倍, 這樣焊縫冷卻速度快,在危險溫度區(qū)間停留時間短, 有利于防止晶間腐蝕。小熱量輸入時, 焊接應(yīng)力小, 有利于防止應(yīng)力腐蝕和熱裂紋, 而且焊接變形小。2.4 焊接設(shè)備不銹鋼焊接工藝采用鎢極氬弧焊，它以燃燒于非熔化電極鎢棒與焊件間的電弧作為熱源，使不銹鋼板自熔形成焊縫。 電板和電弧區(qū)及熔化的不銹鋼均由氬氣保護，使之與空氣隔離。由于氬氣是惰性氣體，它不與金屬起化學(xué)作用，也不熔解于金屬，因此可以避免焊縫金屬的氧化及合金元素的燒損。使焊接的過程簡單和易控制，在焊接中采用氬氣保護，它導(dǎo)熱系數(shù)低，高溫不吸收熱，因此熱量損失小，其工作電壓僅 8-15伏即可。2.5焊前準(zhǔn)備a

11、 焊接坡口。不銹鋼的焊接坡口一般與碳鋼相同，但坡口間隙不能過小。因為間隙過小，容易引起未焊透。但也不宜過大，過大時容易引起裂紋夾渣等缺陷。因此應(yīng)執(zhí)行有關(guān)規(guī)定而開坡口。b 坡口部位最好采用機械切削。用機械進行切削，在施焊的過程中可以減少阻力，使焊工保持平穩(wěn)均勻運條。這樣既能保證不銹鋼焊口的內(nèi)在質(zhì)量，又能使外在的焊口質(zhì)量光潔平整。如果采用氧熔劑切割，等離子切割等方法，對加工后的坡口應(yīng)仔細(xì)地用打磨機打光，去除滲炭面，露出金屬光澤面，為下一步掃除不合乎施焊標(biāo)準(zhǔn)的因素。c 焊前清理。首先，將接頭和坡口內(nèi)及兩側(cè)的雜質(zhì)掃清，然后用干凈抹布將接頭處，坡口處污漬擦去。其次，將接口和坡口處及坡口兩側(cè)用丙酮或酒精等

12、進行除油、清洗。再次，對于焊接表面要求高的不銹鋼結(jié)構(gòu)，可在坡口的兩側(cè)150mm范圍內(nèi)涂白栗粉糊劑，可以減少時的飛濺損傷不銹鋼表面。d 裝焊引弧和收弧板。在焊接平板對接焊縫時，焊縫兩側(cè)在焊接前應(yīng)裝與同質(zhì)的引弧板和收弧板，防止在焊件上隨便引弧，損傷焊件表面，影響耐腐蝕性。2.6 注意事項(1)焊接前要檢查氬氣濃度。不銹鋼氬弧焊的氬氣濃度需達到99.9%以上, 這樣可以起到保護作用, 防止出現(xiàn)焊接缺陷。(2)在焊接前要確定管道內(nèi)充氬的濃度。不銹鋼焊接前管道內(nèi)需要充氬, 且充氬濃度需達到92%以上, 充氬濃度可以通過儀器檢測或者在管道焊口引弧確定。(3)焊接后要對焊縫表面和內(nèi)部進行酸洗鈍化處理。經(jīng)過鈍

13、化處理的焊縫表面呈銀白色, 具有較高的耐腐蝕性。2.7 力學(xué)性能測試2.7.1拉伸試驗拉伸試驗是指被測材料在承受軸向的拉伸載荷下測定材料某些特性的試驗方法。通過將拉伸試驗得到的數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值對比，可以確定材料的性能是否達標(biāo)。試驗是將試驗結(jié)果得到的彈性極限、伸長率、拉伸強度、屈服強度、斷面收索率和其材料拉伸性能指標(biāo)作比較。塑性是金屬材料通過載荷作用下產(chǎn)生的塑性變形而不致破壞的能力，一般的塑性指標(biāo)就是延伸率、斷面收縮率兩種。伸長率是材料試樣受拉伸載荷折斷后,拉伸的總伸長度同原始長度比值的百分?jǐn)?shù),可用表示。斷面收縮率是材料試樣在受拉伸載荷拉斷后拉伸的斷面縮小的面積同原始截面面積比值的百分?jǐn)?shù)用表示。拉

14、伸屈服極限、拉伸強度極限、拉伸伸長率 和斷面收縮率是拉伸試驗的主要測試數(shù)據(jù)。1.拉伸試樣的制備試驗初始用切割機將試樣切成工字形，后考慮到工字形試樣會在四個角處產(chǎn)生應(yīng)力集中，雖將其四個角磨成圓角，根據(jù)以往的經(jīng)驗來說，還是會對實驗結(jié)果造成一定的影響，在老師的指導(dǎo)下將試樣進行了再一步改良，將其做成僅為一部分圓弧過渡的圓角（見下圖），并且將焊縫處磨平以保證實驗結(jié)果的精確性。 2測量試樣的尺寸在拉伸試驗前先測定不銹鋼焊縫處的厚度、寬度以及標(biāo)定尺寸和平行長度。3.試驗具體操作將試樣夾持在拉伸試樣機上，在與之相連的電腦上輸入相關(guān)數(shù)據(jù)，點擊播放開始拉伸，在拉伸過程中電腦會顯示曲線圖，最后打印出所得的圖表及數(shù)據(jù)

15、（見附錄）。4.拉伸結(jié)果拉伸結(jié)果為試樣從熱影響區(qū)斷裂，說明焊縫強度大與母材，試樣的焊縫尺寸較母材大。但目測及游標(biāo)卡尺測得的焊縫尺寸與母材相比并沒有相差很大，說明焊接質(zhì)量相對較好，焊接時的電流、速度及操作手法都符合規(guī)范。5.測量斷后尺寸將試樣緊密對接測量試樣斷后的標(biāo)記處長度，并且測量斷后截面的寬度和厚度，求出橫截面積，與之前測量的標(biāo)記長度和橫截面積計算得出斷后伸長率和斷面收縮率。具體數(shù)據(jù)如下表所示。拉伸試驗數(shù)據(jù)及結(jié)果表(未注明單位的單位均為mm)試樣寬度厚度平行長度304奧氏體不銹鋼20.0003.50034.000Fm(N)抗拉強度Rm(N/mm2)原始標(biāo)距斷后標(biāo)距43026.602615.0

16、0040.00055.000斷后寬度斷后厚度斷后伸長率（%）斷面收縮率（%）17.6002.8503743362.7.2硬度試驗沿焊縫方向打點，打點的順序依次為焊縫、熱影響區(qū)以及母材，測試的相關(guān)數(shù)據(jù)如下表所示。洛氏硬度（HR）從焊縫中心熱影響區(qū)母材依次打點得到硬度值1717.82034373833.532323326.527.5焊接過程分析不銹鋼薄板的物理特性和板形直接影響焊縫質(zhì)量。不銹鋼薄板導(dǎo)熱系數(shù)小，線膨脹系數(shù)較大，當(dāng)焊接溫度變化較快時，產(chǎn)生的熱應(yīng)力大，很容易出現(xiàn)燒穿、咬邊和波浪變形。不銹鋼薄板焊接多采用平板對接焊，熔池主要受到電弧作用力、熔池金屬重力和熔池金屬表面張力的作用，當(dāng)熔池金屬體

17、積、質(zhì)量和熔寬一定時，熔池深度取決于電弧的大小，熔深和電弧力又與焊接電流相關(guān)，熔寬由電弧電壓決定。熔池體積越大，表面張力也越大，當(dāng)表面張力不能平衡電弧作用力和熔池金屬重力時，會造成熔池?zé)?，而且在焊接過程中局部受到加熱和冷卻作用，使焊件產(chǎn)生不均勻的應(yīng)力和應(yīng)變，當(dāng)焊縫的縱向縮短對薄板邊緣產(chǎn)生的應(yīng)力超過一定值時，會產(chǎn)生較嚴(yán)重的波浪變形，影響工件的外形質(zhì)量。在相同的焊接方法和工藝參數(shù)下，采用不同形狀的鎢極，減少焊接接頭上的熱輸入量，可以解決焊縫燒穿和工件變形等問題。2.8 金相組織分析2.8.1實驗概述   在光學(xué)顯微鏡下觀察、辨別和分析金屬的微觀組織的金相檢驗，多是用專門制備的

18、試樣。由于金屬試樣對一般光線的不透明性，所以要經(jīng)過特殊的制備，使金屬試樣表面既要平整如鏡，又要界限分明，以便在顯微鏡視場中不同程度地反射光源，從而顯示出清晰的圖象。  2.8.2金相試樣的制備步驟：   1）取樣取樣部位及檢驗面地選擇取決于被分析材料或零件的特點、加工工藝過程及熱處理過程，應(yīng)選擇有代表性的部位。取樣部位及檢驗面地選擇取決于被分析材料或零 件的特點、加工工藝過程及熱處理過程，應(yīng)選擇 有代表性的部位。金相試樣的大小以便于握持、易于磨制為準(zhǔn)，通常金相試樣為的圓柱體或相當(dāng)尺寸的立方體。本次試驗使用切割機將焊接后的板材

19、切成工字型，工字型部分用做拉伸試驗，剩余部分做金相試驗。2）磨樣    磨樣分為粗磨和細(xì)磨,粗磨就是將試樣在砂輪機上磨出一個平面,并倒45 的傾斜角。細(xì)磨即將試樣在金相砂紙上磨，我們使用的金相砂紙是：0號（320 ）；01 號（400 ）；02號（500 ）；03號（600 ）；04號（800），號數(shù)越大,砂紙越細(xì),細(xì)磨時從最粗的開始磨,磨的步驟如下: 為了保證磨面平整不產(chǎn)生塌邊和弧度，應(yīng)單方向進行。磨削時應(yīng)順號進行，不宜跳號。當(dāng)新的磨痕蓋過舊的磨痕,更換下一號砂布。換砂布時，試樣轉(zhuǎn)90

20、0;，使新的磨痕垂直舊磨痕，易于觀察粗痕的逐漸消除。以此類推，一直磨到05號。3) 拋光   經(jīng)細(xì)磨后的試樣需要清洗，除去鐵屑、砂，以便于進一步拋光，拋光的目的是除去細(xì)磨時遺留下來的細(xì)微磨痕而獲得光亮無疵的鏡面。金相拋光一般可分為機械拋光，電解拋光和化學(xué)拋光。實驗中我們采用機械拋光。下面介紹機械拋光機的工作原理：機械拋光在金相制樣拋光機上進行，拋光機主要是由一個電動機和被帶動的一個或兩個拋光盤組成，轉(zhuǎn)速200600 轉(zhuǎn)/分，拋光盤上鋪以不同材料的拋光布，粗拋時常用帆布粗拋，細(xì)拋時常用絨布、細(xì)呢或絲綢。拋光時在拋光盤上不斷滴注拋光液，拋光液一般為

21、AlO、MgO和CrO等。在水中的懸浮液，有時也在拋光盤上涂以極細(xì)鉆石粉制成的膏狀拋光劑。    機械拋光是靠極細(xì)的拋光粉末與磨面間產(chǎn)生的相對磨削和滾壓作用來消除磨痕的。拋光時應(yīng)將試樣磨面均勻地、平正地壓在旋轉(zhuǎn)著地拋光盤近中心處，壓力不宜過大，并沿盤的邊緣到中心不斷地來回移動。在拋光的最后階段，可將試樣轉(zhuǎn)180作反向拋光，防止夾雜物的“拖尾”現(xiàn)象。5)  腐蝕    試樣拋光后（化學(xué)拋光除外），在顯微鏡下只能看到光亮的磨面及夾雜物等，要對試樣的組織進行顯微分析，試樣還須經(jīng)過腐蝕，常用的腐蝕方法為化學(xué)腐蝕法

22、?；瘜W(xué)腐蝕是將拋光好的樣品磨面在化學(xué)腐蝕劑中腐蝕一定時間，從而顯示出試樣的組織。因為本次試驗的材料為不銹鋼具有很好的耐腐蝕性因此用到的腐蝕液是王水。因為王水的特殊性，實驗室沒有預(yù)備的，因此本次試驗終止了兩天。6) 金相照片的拍制 拍制金相照片時，將磨制好的試樣輕放在顯微鏡物鏡上，調(diào)整顯微鏡直到能清晰觀察到試樣顯微組織時為止，最后對其進行拍照2.8.3金相實驗結(jié)果分析下面的圖像為焊接接頭的微觀形貌。在顯微鏡下可以清楚地看到焊縫組織呈現(xiàn)鑄造組織形態(tài),有明顯的外延生長特性,焊縫中部的晶粒方向幾乎是平行的。焊縫晶粒始于母材晶粒,止于焊縫中心。晶粒沿原晶粒方向生長,在向焊縫中心生長的過程中生長方向趨于垂

23、直焊縫的上下表面,焊縫靠近母材處顯微組織為等軸樹枝晶，晶粒細(xì)小，次外層為柱狀晶，中心為等軸樹枝晶。焊縫金相組織為奧氏體沿柱狀晶和枝晶晶界分布的鐵素體。圖 1 若熱輸入量大，焊縫柱狀樹枝晶組織粗大，柱狀晶各向異性明顯。結(jié)晶時的成分偏析會使柱狀樹枝晶晶界區(qū)成分不均，這將導(dǎo)致焊縫中心產(chǎn)生熱裂紋的危險提高。規(guī)范焊接電流時的焊縫柱狀晶晶粒相對較細(xì)小，并且各向異性不太明顯，使最后結(jié)晶時偏析區(qū)域有所改善，降低了產(chǎn)生熱裂紋的傾向。大線能量時由于冷卻速度下降，使焊縫HAZ區(qū)粗晶區(qū)長大傾向明顯，于是出現(xiàn)了較大的粗晶組織使HAZ區(qū)性能明顯降低，增加了此區(qū)域的危險性。后者由于熱輸入量相對小，HAZ區(qū)粗晶傾向小并且晶粒

24、大小類似于母材，此處性能較好。同時，由于大線能量在450-850敏化區(qū)停留時間延長，敏化傾向增加，更易形成貧鉻層。當(dāng)使用小線能量時，由于冷卻速度下降較快，使HAZ區(qū)元素成分及組織明顯不均勻，偏析嚴(yán)重，此處力學(xué)性能下降，結(jié)合強度較小。同時產(chǎn)生脆性組織傾向增大容易造成脆斷且偏析區(qū)成分不均勻更易腐蝕。 焊縫金屬主要為柱狀樹枝晶，是單相奧氏體組織還是雙相組織將取決于母材和填充金屬的化學(xué)成分。 過熱區(qū)加熱超過1200的近縫區(qū)晶粒有明顯的長大。 敏化區(qū)加熱峰值溫度在6001000的區(qū)域，組織無明顯變化。對含不穩(wěn)定化元素的188鋼，可能出現(xiàn)晶界碳化鉻的析出。產(chǎn)生貧鉻層，有晶問腐蝕傾向。 母材金屬對于含穩(wěn)定化

25、元素的188鋼，峰值溫度超過1200的過熱區(qū)發(fā)生TiC分解量愈大，從而使穩(wěn)定化作用大為減弱，甚至完全消失。在隨后的冷卻過程中由于碳原子的體積很小，擴散能力比鈦原子強，碳原子趨于向奧氏體晶界擴散遷移，而鈦原子則來不及擴散仍保留在奧氏體點陣節(jié)點上。因此，碳原子析集于晶界附近成為過飽和狀態(tài)。 當(dāng)上述過熱區(qū)再次受到600800中溫敏化加熱或長期工作在上述溫度范圍時碳原子優(yōu)先以很快的速度向晶界擴散。此時鉻原子的擴散速度雖比碳原子慢，但比鈦原子快且濃度也遠(yuǎn)比鈦高，因而易于在晶界附近形成鉻的碳化(FeCr)23C6。溫度愈高，TiC分解后合金元素碳和鉻的固溶量愈多，碳化物析出量愈大。上述碳化物的鉻、碳含量很

26、高，但晶粒內(nèi)部鉻的擴散速度比碳的擴散速度慢，所以在形成鉻的碳化物時富集在晶界的碳與晶粒表層的鉻結(jié)合以后晶粒中的鉻不能及時均勻化，致使靠近晶界的晶粒表面一個薄層嚴(yán)重缺鉻，鉻的濃度低于臨界值12%Cr。此時奧氏體晶粒內(nèi)和晶界碳化物由于含鉻量高而帶正電位，而貧鉻層由于含鉻量低于12%而帶負(fù)電位。如果將這種具備電化學(xué)腐蝕條件的焊接接頭放入腐蝕介質(zhì)中，帶負(fù)電位的貧鉻層就會成為被消耗的陽極而遭受腐蝕。 這樣，由于“高溫過熱”和“中溫敏化”這兩個依次進行的熱作用過程造成了含穩(wěn)定化元素的18-8鋼特殊的晶間腐蝕，這種腐蝕只發(fā)生在緊靠焊縫的過熱區(qū)35個晶粒范圍，在工件表面上較寬，向接頭內(nèi)部逐漸變窄呈刀形，故又稱

27、“刀蝕”。 預(yù)防措施為：用超低碳不銹鋼，含碳量希望小于0.06%。在工藝上盡量減小近縫區(qū)過熱，特別要避免在焊接過程中就產(chǎn)生“中溫敏化”的加熱效果。 從金相組織上來看，奧氏體型不銹鋼是相對穩(wěn)定的，其中碳化物的析出與其耐蝕性能、高溫強度以及韌性等主要性能密切相關(guān)。在通常作為固溶熱處理溫度1000附近碳的固溶量可達到最高但當(dāng)溫度低于800時固溶量急劇下降而產(chǎn)生碳化物。所以進行固溶化處理或焊接后如果冷卻速度過慢，在晶界上會產(chǎn)生碳化物，成為晶間腐蝕的原因。鋼中的碳有活性隨鎳含量的增加而增加，隨鉻含量的增加而減少。也就是說鎳的增加使碳的固溶量減少，鉻的增加使碳的固溶量增加。另外在晶界還析出鉻碳化物，合金添

28、加元素有時也生成相應(yīng)的碳化物。3 結(jié)論通過對304奧氏體不銹鋼的焊接性能研究，了解了304不銹鋼具有良好的焊接性能，304不銹鋼在鋼行業(yè)和化工設(shè)備行業(yè)都具有越來越廣泛的使用性。這種不銹鋼以及同類的奧氏體不銹鋼將成為以后研究開發(fā)的重點方向，特別在化工設(shè)備行業(yè)中奧氏體不銹鋼的發(fā)展將直接影響到設(shè)備的質(zhì)量。從金相組織上來看，奧氏體型不銹鋼具有良好的穩(wěn)定性，其中碳化物的析出與其耐蝕性能、高溫強度以及韌性等主要性能密切相關(guān)。從拉伸和硬度測試來看，延伸率以及它的焊后性能也是相當(dāng)不錯的，因此合理的開發(fā)和使用奧氏體不銹鋼對我國的工業(yè)化來說至關(guān)重要。304不銹鋼具有優(yōu)良的不銹耐腐蝕性能和較好的抗晶間腐蝕性能。以及具有良好的低溫和高溫性能，它的焊接性比較好，但是這種鋼的晶界腐蝕比較嚴(yán)重，所以解決晶界腐蝕已經(jīng)成為現(xiàn)在研究的一個方向。4 心得體會 在做這次實驗前,我以為不會難做,就像以前做實驗一樣。直到做完實驗時,我才知道其實并不容易做,但學(xué)到的知識與難度成正比,使我受益匪淺.。在做實驗前,需要查很多文獻，對工藝設(shè)計有較好的了解。如果你不清楚,在做實驗時才去摸索,這將