理论教育 半奥氏体型沉淀硬化不锈钢的焊接优化

半奥氏体型沉淀硬化不锈钢的焊接优化

时间:2023-06-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:在930℃保温1h后水冷,进一步从固溶体中析出Cr23C6等碳化物,使合金元素有效含量大大降低,可使残余奥氏体的相变温度提高155~166℃。当回火时间相同,而回火温度从350℃增至600℃时,焊接接头中残余奥氏体减少,回火马氏体增多,组织变得细小而球化,析出碳化物增多。

半奥氏体型沉淀硬化不锈钢的焊接优化

1.焊接特点

这类钢的焊接方法有焊条电弧焊、惰性气体保护的钨极氩弧焊(MIG)等。焊接时,由于焊接热循环的特点,在焊接接头会出现下列情况:①由于焊缝及近缝区加热温度远远高于其固溶温度,焊接接头区铁素体含量有所增加,导致冷却后焊接接头区铁素体相比例增高;②这类钢与其他类型不锈钢一样,焊接的高温作用可使各种碳化物特别是铬的碳化物溶解,其合金元素溶于固溶体中,相当于提高了该区域内有效合金元素的含量,碳和铬合金元素的有效含量增加,使相变温度点(马氏体转变温度Ms)大大降低,甚至在-73℃低温条件下,奥氏体也不能转变为马氏体组织。为此,焊后必须进行适当的热处理,使碳化物析出,降低固溶合金的有效含量,使相变温度上升,从而有利于奥氏体向马氏体转变,达到钢材所具有高的强度和韧性。

2.焊接材料的选择

(1)选择与母材金属相同的材料作为填充金属 目的使焊接接头力学性能与母材相当。到目前为止尚未研制出一种与母材成分相当的焊条,故不能进行焊条电弧焊。采用钨极氩弧焊焊接这类钢时,焊丝可从母材中截取,或者熔炼出与纯母材成分相当的棒状焊丝。为了能使焊接接头力学性能与母材等效,焊后还需进行下列整体复合热处理:

1)焊后调质处理。在746℃保温3h后空冷,析出铬的碳化物,使固溶合金元素下降,相变温度点(Ms)上升,为奥氏体转变为马氏体创造条件。

2)低温退火。在930℃保温1h后水冷,进一步从固溶体中析出Cr23C6等碳化物,使合金元素有效含量大大降低,可使残余奥氏体的相变温度提高155~166℃。

3)冰冷处理。在低温退火后立即进行冰冷处理,使其在-73℃保持3h以上,然后自然升至室温,使母材中的奥氏体全部转变为马氏体,在焊缝中仅残留少量的奥氏体,其他全部转为马氏体组织。(www.daowen.com)

4)时效硬化处理。其处理温度和时间对焊接接头的组织和性能影响较大。当回火时间相同,而回火温度从350℃增至600℃时,焊接接头中残余奥氏体减少,回火马氏体增多,组织变得细小而球化,析出碳化物增多。同样在回火温度不变时,回火时间短,则焊接接头性能不利;反之,回火时间的延长,残余奥氏体相减少,逐渐形成马氏体且细小而密布,析出碳化物也增多,对焊接接头强化效果明显提高。

整体复合热处理工艺较为复杂,但是能使焊接接头基本达到与母材金属等强度。

(2)选择与母材成分不同的异种焊接材料 用于不要求等强度或等耐蚀性的焊接接头。焊接方法有焊条电弧焊和钨极氩弧焊。

焊条电弧焊时,可选用E308、E308L、E309、E310和E316等型号的不锈钢焊条。

钨极氩弧焊时,可选用H06Cr21Ni10、H03Cr19Ni12Mo2、H03Cr24Ni13或H12Cr26Ni21等牌号的不锈钢焊丝。

使用上述焊接方法焊接时,焊前不要预热,焊后不需要进行一系列的热处理,就能获得优质的焊接接头。

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