奥氏体马氏体铁素体的区别.doc(什么是铁素体不锈钢?)
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奥氏体马氏体铁素体的区别.doc
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由于含碳量高,碳化铬多,钢的耐蚀性能下降,虽可通过热处理的方法改善,但防腐性不高。
马氏体不锈钢多用于制造力学性能要求较高,并有一定耐蚀性能要求的零件,如汽轮机叶片、喷嘴、阀座、量具、刃具等。
含碳量小,抗大气、及盐水溶液的腐蚀能力强,有高温抗氧化性能好等特点。
具有很高的耐蚀性,优良的塑性,良好的焊接性及低温韧性,不具有磁性,易加工硬化。
主要用于在腐蚀介质中工作的零件、容器、管道、医疗器械以及抗磁环境中。
奥氏体奥氏体是碳溶解在-Fe中的间隙固溶体,常用符号A表。
什么是铁素体不锈钢?
属于这一类的有Crl7、Cr17Mo2Ti、Cr25,Cr25Mo3Ti、Cr28等。
因为含铬量高,耐腐蚀性能与抗氧化性能均比较好,但机械性能与工艺性能较差,多用于受力不大的耐酸结构及作抗氧化钢使用。
这类钢能抵抗大气、硝酸及盐水溶液的腐蚀,并具有高温抗氧化性能好、热膨胀系数小等特点,用于硝酸及食品工厂设备,也可制作在高温下工作的零件,如零件等。
普通纯铁素体不锈钢焊接工艺
普通纯铁素体型不锈钢焊接接头的晶间腐蚀机理与奥氏体型不锈钢焊接接头晶间腐蚀的机理相同,均认为符合贫铬理论。
铁素体型不锈钢一般在退火状态下焊接,其组织为固溶微量碳和氮的铁素体及少量均匀分布的碳和氮的化合物,组织稳定、耐蚀性较好。
在受热温度高于950℃的金属中,碳、氮的化合物逐步溶解到铁素体相之中,得到碳、氮过饱和固溶体。
由于碳、氮在铁素体中的扩散速度比在奥氏体中快得多,在焊后冷却过程中,甚至在淬火冷却过程中,都来得及扩散到晶界区,加之晶界的碳、氮的浓度较高于晶内,故在晶界上沉淀出(Cr.Fe)23C6碳化物和Cr2N氮化物。
焊接接头从1100℃以上温度冷却后,焊接热影响区的室温韧性变低,其脆化程度与合金元素碳和氮的含量有关。
碳、氮含量越高,焊接热影响区脆化程度就越严重。
焊接接头冷却速度越快,其韧性下降值越多;如果空冷或缓冷,塑性将提高。
普通纯度铁素体型不锈钢(不论母材或焊缝)中w(Cr)>21%时,若在520-820℃长期加热,会出现一种又硬又脆的铁与铬的金属间化合物FenCrm(HV高达8001000)叫相。
相形成与焊缝金属中的化学成分、组织、加热温度、保温时间以及预先冷形变诸因素有关。
预先冷形变可促进相形成的速度,且使相形成的温度降低,同时还能降低钢中形成相的最低临界铬含量[w(Cr)。
普通纯度铁索体不锈钢在室温时韧性较低,焊接时焊接接头易出现高温脆化,在一定条件下可能产生裂纹。
通过预热,使被焊钢材处于富有韧性的状态下施焊,能有效地防止裂纹的产生。
但是,焊接时的热循环又会使焊接接头近缝区的晶粒急剧长大粗化,而引起脆化。
为此,预热温度的选择要慎重,一般控制在100-200℃,随着母材金属中含铭量的提高,预热温度可相应提高。
但预热温度过高,又会使焊接接头过热而脆硬。
可以焊前预热或焊后进行热处理的焊接构件,可选用与母材金属相同化学成分的焊接材料;对于不允许预热或焊后不能进行热处理的焊接构件,应选用奥氏体不锈钢焊接。
当采用同质的焊接材料时,焊缝金属呈粗大的铁素体组织,韧性很差。
通过焊后热处理,焊接接头的塑性可以得到改善,韧性略有提高。
475℃脆性是普通纯度高铬铁素体不锈钢焊接时的主要问题之。
因此,需要提高母材金属和熔敷金属的纯度,缩短铁素体不锈钢焊接接头在这个温度区间的停留时间,以防止475C脆性的产生。
一旦出现475℃脆性,可以在600℃以上温度短时间加热,再以较快的速度冷却,给予消除。
对于同质材料焊成的铁素体不锈钢焊接接头,热处理的目的是使焊接接头组织均匀化,从而提高其塑性及耐蚀性。
焊后热处理温度为750-800℃,是一般回火温度,实际上是空冷的退火处理。
普通纯度铁索体不锈钢的焊接,通常采用焊条电弧焊、钨极氩弧焊、熔化极气体保护焊和埋弧焊等,这里主要讲述焊条电弧焊。
填充金属主要分两类:一类同质的铁索体型焊条:另类为异质的奥氏体型(或镍基合金)焊条。
焊接普通纯度铁索体不锈钢的常用焊条见图1。
焊条电弧焊焊接普通纯度不锈钢对接平焊的参数见图2。
气保焊ER430为美国的气体保护焊焊丝,相当我国气体保护焊丝H10Cr17。
焊接过程中,尽量减少焊接接头在高温时的停留时间,有助于防止焊接接头热影响区铁素体组织的晶粒很快长大,从而提高焊接接头塑性。
可采取焊后强制冷却的方法来减少高温脆化和475℃脆性,防止裂纹的形成。
2)采用窄焊缝技术和快的焊接速度进行多层多道焊。
4)采用强制冷却焊缝的方法,以减少焊接接头的高温脆化和4759C脆化,同时还可以减少焊接接头的热影区过热,其方法是通氩气冷却或通水冷却铜垫板等办法。
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