壓力容器不銹鋼防腐處理技術(shù)（2）

３不銹鋼加工要求

奧氏體不銹鋼是應(yīng)用最廣泛的不銹鋼，以高Ｃｒ－Ｎｉ型最為普遍。奧氏體不銹鋼在一般情況下能很好地適用于熔化焊接，包括手工電弧焊、埋弧焊、氬弧焊、等離子焊等。焊接接頭在焊態(tài)下具有良好的塑性和韌性。但由于奧氏體不銹鋼導(dǎo)熱系數(shù)小、熔點(diǎn)低、線膨脹系數(shù)大、焊縫金屬高溫停留時(shí)間長，容易形成粗大的鑄態(tài)組織，并產(chǎn)生較大的應(yīng)力和變形。在凝固結(jié)晶過程中，若硫、磷、錫、銻、鈮等雜質(zhì)元素含量較高，就會(huì)在晶間形成低熔點(diǎn)共晶，在焊接接頭承受較高的拉應(yīng)力時(shí)易在焊縫中形成凝固裂紋。降低鋼及焊材中易產(chǎn)生低熔點(diǎn)共晶的雜質(zhì)元素和使鉻鎳奧氏體不銹鋼中含有４％～１２％的鐵素體組織，是防止產(chǎn)生熱裂紋的最有效途徑。在無裂紋的前提下，焊材的選擇應(yīng)保證焊縫金屬的耐蝕性能及力學(xué)性能與母材基本相當(dāng)或高于母材，一般要求其合金成分與母材成分大致匹配 。鐵素體不銹鋼分為普通鐵素體不銹鋼和超純鐵素體不銹鋼。鐵素體不銹鋼成本低、抗氧化性好，尤其是抗應(yīng)力腐蝕開裂性能強(qiáng)于奧氏體不銹鋼。鐵素體不銹鋼在熔點(diǎn)以下的加熱過程中幾乎始終是鐵素體組織，不能通過熱處理強(qiáng)化，在焊后冷卻過程中不會(huì)出現(xiàn)奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變的淬硬現(xiàn)象，但在加熱溫度達(dá)到１０００℃以上的熱影響區(qū)，特別在近縫區(qū)的晶粒會(huì)急劇長大，明顯降低接頭的韌性，產(chǎn)生較高的晶間腐蝕傾向。鐵素體不銹鋼本身含鉻量較高，有害元素碳、氮、氧等也較多，脆性轉(zhuǎn)變溫度較高，缺口敏感性較強(qiáng)。因此，焊后脆化現(xiàn)象較為嚴(yán)重 。馬氏體不銹鋼的焊接冶金性能主要與碳含量和鉻含量有關(guān)。常見馬氏體不銹鋼均有脆硬傾向，并且含碳量越高，脆硬傾向越大。超低碳馬氏體鋼無脆硬傾向，并具有較高的塑韌性。馬氏體不銹鋼一般經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，顯微組織為馬氏體，焊縫和熱影響區(qū)表現(xiàn)出明顯的淬硬傾向。焊縫以及熱影響區(qū)焊后的組織通常為硬而脆的馬氏體組織，淬硬傾向特別大，在空冷條件下焊接接頭便可得到硬脆的馬氏體，在焊接拘束應(yīng)力和擴(kuò)散氫的作用下，很容易出現(xiàn)焊接冷裂紋。當(dāng)冷卻速度較小時(shí)，熱影響區(qū)及焊縫金屬會(huì)形成粗大鐵素體及沿晶析出碳化物，顯著降低接頭的塑性和韌性。低碳及超級(jí)馬氏體不銹鋼的焊縫和熱影響區(qū)冷卻后，雖然全部轉(zhuǎn)變?yōu)榈吞捡R氏體，但沒有明顯的淬硬現(xiàn)象，具有良好的焊接性能 。所以，在不銹鋼中，馬氏體不銹鋼可以利用熱處理來調(diào)整性能 。雙相不銹鋼由于具有奧氏體＋鐵素體雙相組織，且兩相組織的含量基本相當(dāng)，所以，同時(shí)具有奧氏體不銹鋼和鐵素體不銹鋼的特點(diǎn)，既不像鐵素體不銹鋼焊接時(shí)熱影響區(qū)易脆化，也不像奧氏體不銹鋼易產(chǎn)生焊接熱裂紋，屈服強(qiáng)度可達(dá)４００ＭＰａ～５５０ＭＰａ，是普通奧氏體不銹鋼的２倍。但是，由于雙相不銹鋼含有大量的鐵素體，當(dāng)焊縫含氫量較高或剛性較大時(shí)，有可能產(chǎn)生氫致冷裂紋，因此，必須嚴(yán)格控制氫的來源。為了保證雙相鋼的特點(diǎn)，關(guān)鍵就是確保焊接接頭組織中奧氏體及鐵素體比例合適。

４結(jié)論

在不銹鋼生產(chǎn)過程中，提高不銹鋼的純度以及引入鉬、鈮等元素，可進(jìn)一步提高不銹鋼的耐腐蝕性能和加工性能。但是，不銹鋼中鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不得低于１２％，也不應(yīng)高于３０％。在加工過程中，避免表面切割時(shí)產(chǎn)生的氧化物附著以及清洗過程中殘留酸液等介質(zhì)，以提高不銹鋼的使用壽命，減少化學(xué)腐蝕、應(yīng)力腐蝕和電化學(xué)腐蝕，提高壓力容器的安全。

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