焊接冶金學復習總結(jié)

1、第一章：1. 金屬焊接性：金屬能否適應焊接加工而形成完整的、具備一定使用性能的焊接接頭的特性。它的內(nèi)涵：1）是否適合焊接加工 2）焊后使用可靠性 2.金屬的焊接性的分析方法: （一）從金屬特性分析金屬焊接性1、利用金屬本身的化學成分分析（1）碳當量法:指將各種元素按相當于若干含碳量折合并疊加起來求得所謂碳當量，用其來估計冷裂傾向的大小。CE=C+Mn/6+Ni+Cu/15+Cr+Mo+V/ (2)焊接冷裂紋敏感指數(shù)Pc=C+Si/30+Mn/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10+5B+/600+H/60（%）. 2、利用金屬本身的物理性能分析: 3、利用金屬本身的化學性能分析 4

2、、利用合金相圖分析（二）從焊接工藝條件分析焊接性: 1、熱源特點2、保護方法3、熱循環(huán)控制4、其他工藝因素3.焊接性試驗的內(nèi)容:（一）焊縫金屬抗熱裂的能力（二）焊縫及熱影響區(qū)金屬抗冷裂紋的能力（三）焊接接頭抗脆性轉(zhuǎn)變的能力（四）焊接接頭的使用性能4. 常用焊接性試驗方法:（一） 斜Y坡口焊接裂紋試驗法: 此法主要用于評定碳鋼和低合金高強鋼焊接熱影響區(qū)對冷裂紋的敏感性。(二) 插銷試驗: 此法是測定鋼材焊接熱影響區(qū)冷裂紋敏感性的一種定量試驗方法。測定加載1624 h而不斷裂的最大應力cr（三）壓板對接焊接裂紋試驗法（四）可調(diào)拘束裂紋試驗第二章：1合金結(jié)構(gòu)鋼：在碳素結(jié)構(gòu)鋼的基礎上添加一定數(shù)量的合金

3、元素來達到所需要求的鋼材。包括 ：結(jié)構(gòu)鋼、碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼。2高強鋼：熱軋及正火鋼、低碳調(diào)質(zhì)鋼、中碳調(diào)質(zhì)鋼。3專用鋼：珠光體耐熱鋼、低溫鋼、低合金耐蝕鋼。4鋼的強韌化: 固溶強化（置換固溶、間隙固溶） 細晶強化 第二相強化 位錯強化：5鋼的相變：成分和工藝（溫度、時間）影響奧氏體的穩(wěn)定性，通過控制冷卻速度和第二次處理得到組織。熱軋及正火鋼 1、熱軋鋼 供貨狀態(tài)：熱軋態(tài) 性能特點：強度最低 s294392MPa，具有滿意的綜合力學性能和加工工藝性能，價格便宜 成分特點：熱軋鋼屬于C- Mn 或 Mn-Si系的鋼種，有時用一些V、Nb等代替部分Mn。 基本成分：C0.2%,Si0.55,Mn

4、1.5% 強化機制：主要以固溶強化為主典型鋼種：Q345(16Mn)、14MnNb、Q294(09MnV) 2、正火鋼（1 )正火態(tài)供貨的鋼性能特點：最低強度s343450MPa，具有比熱軋鋼更高的強度和塑韌性成分特點：0.150.2%C，在C-Mn、Mn-Si系的基礎上加入一些碳化物和氮化物生成元素V、N b、Ti等強化機制：在固溶強化的基礎上，通過沉淀強化和細化晶粒來進一步提高強度和保證韌性 典型鋼種：Q390(15MnTi、15MnVN)等。 （2 )正火回火態(tài)供貨的鋼 性能特點：最低強度s490MPa。具有比正火態(tài)鋼更好的強度和中溫性能成分特點：Mn-Mo系列低碳低合金鋼，0.150.

5、2%C，在C-Mn、Mn-Si系的基礎上加入Mo、Nb等 強化機制：在固溶強化的基礎上，通過沉淀強化和細化晶粒來進一步提高強度和保證韌性,同時還需通過回火改善韌性 典型鋼種：Q490(18MnMoNb)、14MnMoV、（3)微合金控軋鋼 性能特點：在控軋狀態(tài)可以達到正火狀態(tài)的質(zhì)量，具有高強、高韌和良好的焊接性能成分特點：在C-Mn基礎加入微量Nb、V、Ti等，同時降C、降S. 強化機制：多元微合金化控軋在固溶強化的基礎上，通過細化晶粒+沉淀強化以及控扎改善夾雜物形態(tài)、分布，減少夾雜物數(shù)量（提高純凈度）典型鋼種：X60、X65、X70、X80等二、熱軋、正火鋼的焊接性分析這類鋼焊接性問題表現(xiàn)為

6、焊接引起的各種缺陷，主要是各類裂紋；焊接時材料性能的變化，主要是脆化。（一）熱裂紋傾向 （二）冷裂紋 冷裂是這類鋼焊接時的主要問題 淬硬組織是引起冷裂紋的決定因素，因此評價這類鋼的冷裂敏感性可以通過分析淬硬傾向來進行。1.通過SHCCT圖來評價2.通過碳當量分析3.通過HAZ最高硬度來評價。熱軋鋼的含碳量雖然不高，但含有少量的合金元素，因此這類鋼的淬硬性比低碳鋼大一些。正火鋼的強度級別較高，合金元素的含量較多，與低碳鋼相比，焊接性差別較大。18MnMoNb與15MnVN相比，前者的淬硬性高于后者，故冷裂敏感性也比較大。影響因素：淬硬組織，擴散氫含量，拘束度。（三）再熱裂紋（四）層狀撕裂（五）熱

7、影響區(qū)的性能變化 在這類鋼中熱影響區(qū)的性能變化與所焊的鋼材的類型和合金系統(tǒng)有很大關系熱影響區(qū)主要性能變化是過熱區(qū)的脆化問題，合金元素含量較低的鋼中有時還會出現(xiàn)熱應變脆化 三、熱軋、正火鋼的焊接工藝特點：（一）焊接材料的選擇需考慮兩方面的問題：焊縫沒有缺陷；滿足使用性能要求。 1選擇相應強度級別的焊接材料（等強原則） 2.必須考慮熔合比和冷卻速度的影響 3.同時考慮對焊縫金屬的使用性能提出的特殊要求（二）焊接工藝參數(shù)的確定 1. 焊接方法無特殊要求 2. 焊接線能量的選擇 主要取決于過熱區(qū)的脆化和冷裂兩個因素 1）.焊接含碳量較低的熱軋鋼及正火鋼時，因淬硬傾向較小，從過熱區(qū)的塑性和韌性出發(fā)，線能

8、量偏小些更有利（可避免粗晶脆化及碳化物過熱溶解）2）焊接含碳量較高的熱軋鋼時，因淬硬傾向增加及冷裂傾向增加，故寧可選線能量大些. 3）對于含碳量和合金元素較高的正火鋼，因淬硬傾向大，線能小易引起冷裂，線能大則易引起脆化，故一般采用小線能量+預熱更合理.3. 預熱 作用： 防冷裂，改善韌性。預熱溫度的選擇與材料的淬硬傾向、焊接時的冷卻速度、拘束度、含氫量、焊后是否進行熱處理有關4. 焊后熱處理 一般情況下，熱軋和正火鋼焊后不需要熱處理要求抗應力腐蝕的焊接結(jié)構(gòu)、低溫下使用的焊接結(jié)構(gòu)及厚壁高壓容器，焊后需要進行消除應力的高溫回火。低碳調(diào)質(zhì)鋼 一、低碳調(diào)質(zhì)鋼典型鋼種成分及性能 強化機制： 熱處理組織強

9、化，固溶強化，位錯強 性能：s一般為441980MPa；良好的綜合性能和焊接性。成分: C0.22%，添加Cr、Ni、Mo、V、Nb、B、Ti、Zr、Cu等合金元素保證足夠的淬透性和抗回火性。典型鋼種：HY80、HY130、A517J、T-1、14MnMoNbB、CF鋼。二、低碳調(diào)質(zhì)鋼的焊接性分析（一）焊縫中的熱裂紋（二）熱影響區(qū)液化裂紋（三）冷裂紋 低碳調(diào)質(zhì)鋼的焊縫組織為強度高韌性好的低碳馬氏體和部分下貝氏體的混合組織，雖具有較大的淬硬傾向，但在馬氏體轉(zhuǎn)變的過程中有自回火，故冷裂傾向并不一定很大（關鍵是馬氏體轉(zhuǎn)變時的冷卻速度）。如果速度很快，冷裂傾向較大。（四）再熱裂紋 （五）層狀撕裂 （六

10、）1、過熱區(qū)的脆化2、焊接熱影響區(qū)的軟化 三、低碳調(diào)質(zhì)鋼的焊接工藝特點 這類鋼焊接時還是應注意防裂 和防脆 兩個基本問題，另外還應注意熱影響區(qū)軟化問題：防裂： 要求在馬氏體轉(zhuǎn)變時的冷卻速度不能太大，使馬氏體有一自回火的作用，以免冷裂紋的產(chǎn)生；防脆： 要求在800500之間的冷卻速度大于產(chǎn)生脆性混合組織的臨界速度。防軟化：采用小線能量（一）焊接方法和焊接材料的選擇1、焊接方法的選擇2、焊接材料的選擇 （二）焊接工藝參數(shù)的選擇 冷卻速度的范圍選擇：最大冷速（上限）取決于不產(chǎn)生冷裂紋 最小冷速（下限）取決于熱影響區(qū)不出現(xiàn)脆化的混合組織。正確選擇線能量和預熱是保證不出現(xiàn)裂紋和脆化的關鍵。1、焊接線能量

11、的確定 從保證不出現(xiàn)裂紋的角度出發(fā)，在滿足熱影響區(qū)的韌性的條件下，線能量應盡可能選擇大一些。但從考慮脆化和軟化角度，線能量又要求盡量低一些。故實際選擇時，一般先通過實踐從考慮脆化和軟化角度，來確定一種鋼最大允許的線能量，然后依據(jù)該線能量下鋼的冷裂傾向決定是否預熱及預熱溫度。2、預熱溫度的確定（1）如果采用最小冷速還是不能避免冷裂，則必須采用預熱。（2）預熱的目的是為了防止冷裂紋，焊接低碳調(diào)質(zhì)鋼時采用較低的預熱溫度（200）。預熱主要希望能降低馬氏體轉(zhuǎn)變時的冷卻速度，通過馬氏體的自回火作用來提高抗裂性。3、焊后熱處理的確定 這類鋼的低碳馬氏體和下貝氏體組織能保證焊接熱影響區(qū)在快冷條件下具有高的強

12、度和韌性，焊后熱處理并不能提高這類鋼的強韌性，一般情況下不采取消除應力的焊后熱處理。專用鋼焊接的特殊要求 一、珠光體耐熱鋼焊接的特殊要求 性能：具有較好的抗氧化性和熱強性，工作溫度可高達600，具有良好的抗硫和氫腐蝕的能力。成分：低碳，以Cr-Mo為基，含Cr量一般為0.5%9%（提高淬透性），含Mo量一般為0.5%或1%（抗回火脆性，抗回火軟化）。還加入少量的V、W、Nb、Ti進一步提高熱強性。 典型鋼種：12CrMo、10Cr2Mo1、12Cr9Mo1（一）珠光體耐熱鋼的主要焊接性問題 主要問題是熱影響區(qū)的脆化、冷裂紋、軟化以及焊后熱處理或高溫長期使用中的再熱裂紋、回火脆化 （二）珠光體耐

13、熱鋼的焊接工藝特點 珠光體耐熱鋼一般在正火回火或淬火回火狀態(tài)下焊接，焊后要進行高溫回火處理。1、常用焊接方法以手弧焊為主，氣電焊、埋弧焊和電渣焊等也經(jīng)常用。2、選擇焊接材料要保證焊縫性能同母材匹配焊縫應具有必要的熱強性，其成分力求與母材相近。為了防止焊縫有較大的熱裂傾向，焊縫含碳量比母材低一些。3、正確選擇預熱溫度和焊后回火溫度要綜合考慮裂紋（冷熱）、熱影響區(qū)脆化和軟化問題 二、低溫用鋼焊接的特殊要求 性能要求： 具有抗低溫脆化性能；保證在使用溫度下具有足夠的V型缺口夏比沖擊韌度；成分特點： 通過細化晶粒和合金化（加Ni)、提高純凈度來提高低溫韌性 常用低溫鋼類型： 低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼、低合金高強鋼

14、、含Ni鋼（9%Ni）。（一）低溫鋼的焊接工藝特點1、嚴格控制焊接線能量2、正確選擇焊接材料由于對低溫條件的要求不同，故針對不同類型的低溫鋼選擇不同的焊接材料和不同的線能量。三、低合金耐蝕鋼焊接的特殊要求（一）耐大氣、海水腐蝕用鋼的焊接特點 這類鋼的合金特點主要以Cu、P為主，配合其它的合金元素如Mo、Si、Al、Nb、Ti、Zr等。典型鋼種：16MnCu、10MnPNbRe、10NiCuP等。（二）耐硫和硫化物腐蝕用鋼的焊接特點1.鋼種 耐硫和硫化物腐蝕用鋼：5Cr-1/2Mo和9C r-Mo鋼；奧氏體不銹鋼及含Al鋼（可分為含鋁較低（0.5%Al)的熱軋鋼，含Al1%左右的熱軋鋼；含Al2

15、%3%的正火鋼等）。2.焊接性 對于含Al鋼，第一類含Al低的耐蝕鋼，具有較好的焊接性，基本可按16Mn的要求進行焊接；第二、三類含Al鋼由于含Al較高，焊接性很差，焊接接頭嚴重脆化，不宜用作焊接結(jié)構(gòu)。對于Cr-Mo鋼，同低合金耐熱鋼第三章 不銹鋼 耐熱鋼的 概念 類型和特性分類（1）按用途分1、不銹鋼 主要用于大氣環(huán)境及有侵蝕性化學介質(zhì)中使用，工作溫度一般不超高500oC，要求耐蝕，對強度要求不高應用最廣泛的有高Cr鋼（如1Cr13、2Cr13）和Cr-Ni鋼（如0Cr19Ni9、1Cr18Ni9Ti）或超低碳Cr-Ni鋼（如00Cr25Ni2Mo、00Cr22Ni5MoN 2、抗氧化鋼 高

16、溫下具有抗氧化能力，工作溫度可達9001100oC，對高溫強度要求不高。常用的有高Cr鋼（如1Cr17、1Cr25Si2）和Cr-Ni鋼（如2Cr25Ni20、2Cr25Ni20Si2）3、熱強鋼 高溫下既要求有抗氧化能力，又要求有高溫強度，工作溫度可達600800oC。廣泛應用的有Cr-Ni鋼（如1Cr18Ni9Ti、1Cr16Ni25Mo2、4Cr25Ni20、4 Cr25Ni34等）；以Cr12為基的多元合金化高Cr鋼（如1Cr12MoWV）.（2）按組織分類1、奧氏體鋼 以高Cr-Ni鋼最為典型。其中以1Cr18Ni9Ti為代表的系列簡稱18-8鋼，；其中以25Cr-Ni20鋼為代表的

17、系列簡稱25-20鋼，;還有25-35系列，如0Cr21Ni32、4Cr25Ni35、4Cr25Ni35Nb等。2、鐵素體鋼 含鉻為17%30%的高鉻鋼。主要用作耐熱鋼，也可用作耐蝕鋼，如1Cr171Cr25Si2。3、 馬氏體鋼 Cr13系列最為典型，如1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13、1Cr17Ni12。以Cr12為基的1Cr12MoWV。4、沉淀硬化鋼 為通過時效強化處理以析出硬化相的高強鋼，主要用做高強不銹鋼。最典型的有馬氏體沉淀硬化鋼，如0Cr17Ni4Cu4Nb，簡稱17-7PH；半奧氏體+馬氏體沉淀硬化鋼，如0Cr17Ni7Al，簡稱17-7PH。5、鐵素體-奧氏體

18、雙相鋼 鋼中鐵素體占60%40%，奧氏體占40%60%。具有極其優(yōu)異的抗腐蝕性能。最典型的有18-5型、22-5型、25-5等 三、不銹鋼及耐熱鋼的特性 （一）不銹鋼的耐蝕性能 不銹鋼的耐蝕性能的產(chǎn)生基于表面的鈍化作用，在不同條件下可產(chǎn)生如下不同的腐蝕形式：1、均勻腐蝕 2、點蝕 3、縫隙腐蝕 4、晶間腐蝕 在晶粒邊界發(fā)生的有選擇性的腐蝕現(xiàn)象。晶間腐蝕與晶界貧“鉻”現(xiàn)象有關。對于18-8鋼，固溶處理后再經(jīng)450850加熱（敏化加熱），Cr23C6或（FeCr)23C6（常寫成M23C6）會沿晶界沉淀出，以至使晶界邊界層的固溶含Cr量低于12%，即出現(xiàn)所謂的貧鉻，在腐蝕介質(zhì)中將會發(fā)生腐蝕。對于鐵

19、素體鋼，由于碳在鐵素體中擴散速度快，故快冷時就易析出M23C6，再次加熱時就倒易使碳化物溶解，消除貧鉻層。若鋼中含碳量低于其溶解度，C0.015%0.03%(超低碳),就不至于有Cr23C6析出,因而不會產(chǎn)生貧鉻現(xiàn)象.如鋼中含有能形成穩(wěn)定碳化物的元素Nb或Ti,并經(jīng)穩(wěn)定化處理(加熱8502h空冷),使之優(yōu)先形成Nb或TiC,則不會再成Cr23C6,也不會產(chǎn)生貧鉻現(xiàn)象.其它雜質(zhì)的晶界偏析也易造成晶界（間）腐蝕.4。應力腐蝕（SCC) （二）耐熱鋼的高溫性能 1、抗氧化性 2、熱強性 3、高溫脆化 中碳調(diào)質(zhì)鋼一、中碳調(diào)質(zhì)鋼成分及性能及典型鋼種 性能特點： 這類鋼的s高達8801176MPa，其特點

20、是高的比強和高硬度，這類鋼的淬透大因此焊接性差，要求焊接工藝非常復雜，焊后必須通過調(diào)質(zhì)處理保證接頭性能成分特點：含碳量通常為0.25%0.45%，S,P控制更為嚴格強化機制： 合金元素的作用： 淬透性和抗回火作用 馬氏體的強度和硬度主要還是取決于含碳量 典型鋼種：（1）40Cr （2）35CrMo A和35CrMoVA （3）30CrMnSiA、30CrMnSiNi2A、40CrMnSiMoVA 二、中碳調(diào)質(zhì)鋼的焊接性分析（一）焊縫中的熱裂紋 中碳調(diào)質(zhì)鋼含碳量及合金元素含量都較高，因此液-固相區(qū)間大，偏析也更嚴重，具有較大的熱裂紋傾向。（二）冷裂紋 中碳調(diào)質(zhì)鋼由于含碳量高，加入的合金元素多，淬

21、硬傾向明顯；由于M s點低，在低溫下形成的馬氏體一般難以產(chǎn)生自回火效應，冷裂傾向嚴重。（三）再熱裂紋 （四）熱影響區(qū)的性能變化1、過熱區(qū)的脆化（1）中碳調(diào)質(zhì)鋼由于含碳量高，加入的合金元素多，有相當大的淬硬性，因而在焊接過熱區(qū)內(nèi)容易產(chǎn)生硬脆的高碳馬氏體，冷卻速度越大，生成的高碳馬氏體越多，脆化傾向越嚴重。（2）即使大線能量也難以避免高碳M出現(xiàn)，反而會使M更粗大，更脆。（3）一般采用小線能量，同時預熱、緩冷和后熱措施改善過熱區(qū)性能。2、熱影響區(qū)軟化 焊后不能進行調(diào)質(zhì)處理時，需要考慮熱影響區(qū)軟化問題。調(diào)質(zhì)鋼的強度級別越高，軟化問題越嚴重。軟化程度和軟化區(qū)的寬度與焊接線能量、焊接方法有很大關系。熱源越

22、集中的焊接方法，對減小軟化越有利。三、中碳調(diào)質(zhì)鋼的焊接工藝特點 （1）中碳調(diào)質(zhì)鋼一般在退火狀態(tài)下焊接，焊后通過整體調(diào)質(zhì)處理才能獲得性能滿足要求的均勻焊接接頭。(2) 時必須在調(diào)質(zhì)后進行焊接時，熱影響區(qū)性能惡化往往難以解決。(3) 焊前所處的狀態(tài)決定了焊接時出現(xiàn)問題的性質(zhì)和采取的工藝措施。（一）退火狀態(tài)下焊接時的工藝特點在退火狀態(tài)下焊接，焊后再進行整體調(diào)質(zhì)，這是一種比較合理的工藝方案。所要解決的問題主要是焊接過程的裂紋問題。 1. 焊接方法沒有限制，常用的焊接方法都可以采用。2. 選擇焊接材料時，除了要求不產(chǎn)生冷、熱裂紋外，還要求焊縫金屬的調(diào)質(zhì)處理規(guī)范應與母材的一致（等成分原則）。因此焊縫金屬的

23、主要合金組成應盡量與母材相似，對能引起焊縫熱裂傾向和促使金屬脆化的元素（C、Si、S、P等）加以嚴格控制。3. 工藝參數(shù)的確定主要保證在調(diào)質(zhì)處理前不出現(xiàn)裂紋，接頭性能由焊后熱處理來保證。因此可以采用高的預熱溫度（200350）和層間溫度。焊后來不及立即調(diào)質(zhì)處理時，必須進行一次中間熱處理，即焊后在等于或高于預熱溫度下保持一段時間。（二）調(diào)質(zhì)狀態(tài)下焊接時的工藝特點必須在調(diào)質(zhì)處理狀態(tài)下焊接時，出現(xiàn)的主要問題是：裂紋；高碳馬氏體引起的硬化和脆化；高溫回火區(qū)軟化引起的強度下降。1. 焊接工藝參數(shù)的確定主要從防止冷裂紋和避免軟化出發(fā)。2. 為了消除過熱區(qū)的淬硬組織和防止延遲裂紋的產(chǎn)生，必須正確選擇預熱溫度

24、，并應焊后及時進行回火處理。預熱溫度、層間溫度中間熱處理溫度和焊后熱處理溫度控制在比母材淬火后的回火溫度低50。3. 為了減少熱影響區(qū)的軟化，焊接方法應采用熱量集中、密度大的方法，而且焊接線能量越小越好。氣體保護焊較好特別是鎢極氬弧焊4. 從防止冷裂出發(fā)，焊接材料通常選擇奧氏體的鉻鎳鋼焊條或鎳基焊條。 奧氏體鋼、雙相鋼焊接性 一、奧氏體鋼焊接性 （一）接頭耐蝕性 1、晶間腐蝕有代表性的18-8鋼焊接接頭，有三個部位出現(xiàn)晶間腐蝕現(xiàn)象，包括焊縫區(qū)腐蝕、敏化區(qū)腐蝕、熔合區(qū)腐蝕。（1）焊縫區(qū)晶間腐蝕 防止焊縫區(qū)晶間腐蝕，采取措施有：通過焊接材料，使焊縫金屬或者成為超低碳情況，或含有足夠的穩(wěn)定化元素Nb

25、，一般希望Nb8%或Nb1%； 調(diào)整焊縫成分以獲得一定的鐵素體()相。 焊縫中相的作用：一是可以打亂單一相柱狀晶的方向性，不致形成連續(xù)貧鉻層；二是相富Cr，有良好的供Cr條件，可減少晶粒形成貧鉻層。常希望焊縫中存在4%12%的相。（2）HAZ敏化區(qū)晶間腐蝕HAZ敏化區(qū)晶間腐蝕，指焊接熱影響區(qū)中加熱峰值溫度處于敏化加熱區(qū)間的部位所發(fā)生的晶間腐蝕 只有普通18-8鋼才會有敏化區(qū)存在，含Ti或Nb的18-8Ti或18-8Nb，以及超低碳的18-8鋼，不易有敏化區(qū)出現(xiàn)。防止18-8鋼敏化區(qū)腐蝕，在焊接工藝上應采取快速過程，以減少處于敏化加熱去區(qū)間。（3）熔合區(qū)刀口腐蝕 在熔合區(qū)產(chǎn)生的晶間腐蝕，有如刀削

26、切口形式，故稱為“刀口腐蝕”。刀口腐蝕只發(fā)生在含Nb或含Ti的18-8Nb或18-8Ti鋼的熔合區(qū)。其實質(zhì)是因M23C6沉淀而形成貧鉻層。18-8Ti在焊接時熔合區(qū)高溫過熱，大部分TiC溶解，冷卻時，碳在晶界附近成為過飽和狀態(tài)，再經(jīng)過450850中溫加熱，在晶界將發(fā)生M23C6沉淀而形成晶界貧鉻。越靠近熔合線，貧鉻越嚴重，因此形成“刀口腐蝕”。2、應力腐蝕開裂SCC: 3、點蝕不銹鋼的點蝕較難控制 二、奧氏體鋼焊接接頭熱裂紋 奧氏體鋼焊接時，在焊縫及近縫區(qū)都有可能產(chǎn)生熱裂紋。最常見的是凝固裂紋，在近縫區(qū)的熱裂紋是液化裂紋。 奧氏體鋼焊接熱裂紋的基本原因1、奧氏體鋼的導熱系數(shù)小和線脹系數(shù)大，在焊

27、接局部加熱和冷卻條件下，接頭在冷卻過程中可形成較大的拉應力。2、奧氏體鋼易于聯(lián)生結(jié)晶形成方向性強的柱狀晶的焊縫組織，有利于有害雜質(zhì)偏析，而促使形成晶間液膜。3、奧氏體鋼及焊縫的合金組成復雜，不僅S、P、Sn、Sb之類會形成易溶液膜，一些合金元素因溶解度有限（如Si、Nb），也可能形成易溶共晶。（二）熱裂紋的防止措施1凝固模式 凝固裂紋最易產(chǎn)生于單相奧氏體（）組織焊縫中，如果為+雙相組織，則不易產(chǎn)生凝固裂紋。凝固裂紋與凝固模式有直接關系。凝固模式首先指以何種初生相（或）開始結(jié)晶進行凝固過程，其次是指以何種相完成凝固過程。影響熱裂傾向的關鍵是決定凝固模式的Creq/Nieq比值。18-8系列的奧氏

28、體鋼，因Creq/Nieq處于1.52.0之間,一般不會輕易產(chǎn)生熱裂紋;而25-20系列奧氏體鋼,因Creq/Nieq1.5含鎳量越高,其比值越小，以具有明顯的熱裂傾向。2.化學成分 碳化物和硼化物可以同相一樣使晶粒細化，而減小雜質(zhì)的偏聚。提高含硼量，易溶共晶數(shù)量增多，反而細化了一次結(jié)晶組織而產(chǎn)生愈合作用，可降低熱裂傾向。調(diào)整化學成分是控制熱裂紋的重要手段。在單相奧氏體鋼中，可以用Mn進行合金化。3.焊接工藝的影響 為避免焊縫組織粗大和過熱區(qū)晶粒粗化，以至增大偏析程度，應盡量采用小的焊接線能量，而且不預熱，并降低層間溫度。簡答：為什么奧氏體鋼關注Cr Ni含量？ 因為Cr Ni得含量對奧氏體鋼

29、焊接接頭的耐蝕性，熱裂紋及焊縫的脆化都有重要的影響。從接頭耐蝕性的角度看：（1）“貧Cr ”是奧氏體焊接接頭產(chǎn)生晶間腐蝕的主要原因。（2）在氯化物介質(zhì)中，提高Ni可以提高抗應力腐蝕開裂性能。（3）采用較母材更高Cr ,Mo含量的超合金化焊接材料；提高Ni含量都有利于減少微觀偏析，提高奧氏體鋼焊接接頭抗點蝕性能。從接頭的熱裂紋角度看：鉻當量和鎳當量之比Creq/Nieq，是影響熱裂紋傾向的關鍵，比值大于1.5不易產(chǎn)生熱烈，小雨1.5熱裂傾向比較大，所以提高Ni當量熱裂紋傾向增大，而提高Cr當量對熱裂紋傾向不發(fā)生明顯影響。從焊縫的脆化角度看：(1)為了滿足低溫韌性的要求，Cr是鐵素體化元素之一。(

30、2)在穩(wěn)定的奧氏體鋼焊縫中，可提高奧氏體化元素Cr Ni，克服相脆化:部分概念：1鉻當量：在不銹鋼成分與組織間關系的圖中各形成鐵素體的元素，按其作用的程度折算成Cr元素（以Cr的作用系數(shù)為1）的總和，即稱為Cr當量。2鎳當量：不銹鋼成分與組織間關系的圖中各形成奧氏體的元素按其作用的程度，折算成Ni元素（以Ni的作用系數(shù)為1）的總和，即稱為Ni當量。3. 4750 C脆化: 高鉻鐵素體不銹鋼在400540度范圍內(nèi)長期加熱會出現(xiàn)這種脆性，由于其最敏感的溫度在475度附近，故稱475度脆性，此時鋼的強度、硬度增加，而塑性、韌性明顯下降。4.凝固模式： 凝固模式首先指以何種初生相（或）開始結(jié)晶進行凝固

31、過程，其次是指以何種相完成凝固過程。四種凝固模式：以相完成凝固過程，凝固模式以F表示；初生相為，然后依次發(fā)生包晶反應和共晶反應，凝固模式以FA表示；初生相為，然后依次發(fā)生包晶反應和共晶反應，凝固模式以AF表示；初生相為，直到凝固結(jié)束不再發(fā)生變化，用A表示凝固模式。5.應力腐蝕裂紋：在應力和腐蝕介質(zhì)共同作用下，在低于材料屈服點和微弱的腐蝕介質(zhì)中發(fā)生的開裂形式6. 相脆化: 相是一種脆硬而無磁性的金屬間化合物相，具有變成分和復雜的晶體結(jié)構(gòu)。25-20鋼焊縫在800875加熱時，向轉(zhuǎn)變非常激烈。在穩(wěn)定的奧氏體鋼焊縫中，可提高奧氏體化元素鎳和氮，克服脆化。7熱強性：指在高溫下長時工作時對斷裂的抗力（持

32、久強度），或在高溫下長時工作時抗塑性變形的能力（蠕變抗力）四、雙相不銹鋼的焊接性分析 （一）雙相鋼焊接冶金特性 鐵素體-奧氏體不銹鋼是最典型的雙相不銹鋼。它以F凝固模式進行凝固。在焊接不平衡過程中，組織轉(zhuǎn)變也是不平衡的。同樣成分的焊縫和母材，焊縫中相要比母材少得多。（二）雙相鋼焊接接頭的耐蝕性 雙相不銹鋼焊接接頭具有優(yōu)異的耐點蝕性和耐氯化物應力腐蝕開裂性能，晶間腐蝕抗力也不低于母材，但抗H2S應力腐蝕開裂性能較差。（三）焊接接頭的脆化問題 鐵素體-奧氏體鋼因相存在，存在著475脆性、相脆化、晶粒粗化脆化。但因有相與之平衡，正常條件下焊接接頭的室溫力學性能可滿足要求。焊縫金屬強度與母材一致，塑性和韌性也可與母材匹配。（四）雙相鋼焊接接頭的抗裂性 雙相不銹鋼一般不易產(chǎn)生熱裂紋。含銅1.7%的雙相不銹鋼具有較大的熱裂傾向。在高應變時，雙相不銹鋼熱裂傾向增大。為保證抗裂性，一般不添加銅。一般情況下很少有冷裂紋，除非在高氫氣氛中才會發(fā)現(xiàn)。相越