铁素体不锈钢焊接论文

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1、铁素体不锈钢的焊接摘要：铁素体不锈钢作为一种不含镍的铬系不锈钢，具有含镍不锈钢所具有的成形性、经济性、耐蚀性、抗氧化性等性能，具有成本低、耐应力腐蚀性能优异等显著特点，被称为经济型不锈钢。本文主要分析了铁素体不锈钢的发展以及其合金化，同时介绍了基于铁素体不锈钢特性的各种应用。关键字：铁素体不锈钢特性发展应用不锈钢在如今已得到广泛应用，这是因为它具有许多优越特性，如可成形性、强度及耐腐蚀性。不锈钢开始商业化生产并作为材料用于各种用途大约只有短短50年的历史。304型及430型不锈钢因其最常用而为大家所熟知，其产量占到不锈钢总产量的一半以

2、上。但是，近十年来对不锈钢的需求显著增长，因此，人们一直在开发适用于各种用途的不同种类的不锈钢。以430型不锈钢为代表的铁素体不锈钢的生产成本比奥氏体不锈钢要低。因而，用铁素体不锈钢制造的产品现在发展很快，例如，铁素体不锈钢的用途之一是制作汽车尾气排放控制系统[1,2,3]。为了这种用途，现在已经开发了许多种铁素体不锈钢。在宝钢不锈钢事业部总经理楼定波看来，铁素体不锈钢不含镍，可以回避镍价的波动带来的风险；它同样可以防腐、防锈，但价格比含镍的不锈钢具有竞争力，并且，比含镍不锈钢制造更有门槛。1铁素体不锈钢的合金化1.1铁素体不锈钢合金

3、化的主要目的铁素体不锈钢合金化的目的可以归结为4点：(1)改善耐蚀性；(2)提高强韧性；(3)改善抗氧化性；(4)改善机加工性。众所周知，不锈钢的耐蚀性是由于一种相当薄的表面氧化膜(不导电)，在钢和使用环境之间提供了一种物理势垒(阻挡层)使合金趋于钝化状态。所以提高耐蚀性的关键在于促使钢的表面形成一种连续的(不因沉淀物、夹杂物或第二相的存在而间断)、稳定的(不因强侵蚀环境而击穿或由于缺陷的存在而丧失)、易修复的(被击穿或机械破坏后能自行修复)氧化膜这是铁素体乃至于全部不锈钢合金化的主要出发点。1.2铁素体不锈钢的合金元素作用铬是氧化膜

4、的主要成分，有助于形成更稳定的氧化膜，同时又是稳定铁素体的主要元素，也是导致新型铁素体不锈钢不断发展的一个重要元素。钼：能显著增加钝化膜的稳定性，在苛刻的侵蚀性环境中防止钝化膜被局部击穿。点蚀电位、临界点蚀温度(CPT)、临界缝隙腐蚀温度(CCT)都随钼含量的增加而提高。钼对提高局部腐蚀抗力的效力约为铬的3．3倍。铬和钼对耐氯化物溶液腐蚀性能的综合影响可用点蚀指数(PI)来表示如下[7]：PI=％Cr+3．3×％Mo。铁索体不锈钢的强韧性主要通过铬和钼的固溶强化来达到。硅和铝：提高合金的高温抗氧化性。铜：有助于增加不锈钢在还原性环境中

5、的表面钝性，如在还原酸环境中。碳和氮：在铁索体不锈钢中．间隙元索碳和氮的含量是非常关键的。碳化铬的沉淀可能导致敏化；碳氮化物沉淀可能导致高温脆性，(C+N)总量较高时(>200ppm)可使大截面尺寸材料的廷性一脆性转变温度(DBTT)升高到室温以上，把(C+N)总量降低到150ppm以下，使大截面尺寸材料在室温下仍呈韧性状态。镍：降低铁索体不锈钢的应力腐蚀抗力，但是，在不台硫化物的环境中改善全面腐蚀抗力。硫：趋向形成硫化物夹杂，尤其是锰存在时。硫化锰夹杂在钝化氧化层中产生一个脆弱的区域。在酸性溶液中形成侵蚀性的硫化氢(H2S)气体或形

6、成促进腐蚀的接触电池而使耐蚀性下降。所以，在超级铁索体不锈钢中硫含量控制在0.01以下。钛和铌：是碳和氮的稳定化元素．也是一种稳定铁索体的元素。众所周知，碳和氮在α—铁索体中的固溶度远小于γ—固溶体，易在晶界富集导致敏化；同时，焊缝强度随碳氮含量的增加而增加，但是，当(C+N)>0.01时，焊缝延性下降；当(C+N)>0.03时，焊缝廷性严重下降。因此，需要降低碳和氮的有效含量。其方法之一是加钛和(或)铌稳定化[8]，对碳含量为0.01～0.02的钢，稳定化所需的最低钛含量为Ti=0.15+3.7(C+N)，铌的需要量接近化学计算式：

7、Nb=7(C+N)。在钛和铌联合加入时，Nb+Ti=0.2+4(C+N)。但是，最佳含量仍需进一步研究。因为过量的稳定剂也会使DBTT升高。2铁素体不锈钢的特性及类型2.1铁素体不锈钢的耐大气腐蚀性由于铁素体不锈钢具有良好的耐大气腐蚀性，近来一直被用作建筑物的屋顶和幕墙[9]。但是，离海较近地区的大气环境特别恶劣，尤其是来自海水空气中的悬浮微粒是相当强的腐蚀性物质，因此，在这些环境下使用的高铬铁素体不锈钢得到了开发。抗大气腐蚀的不锈钢含有高铬和高钼，并添加了少量的铌和钛。该钢种实际含22％的铬和1.2％的钼，足够的铬和钼对改善不锈钢的

8、耐点蚀能力是必不可少的[10]。304型和316型奥氏体不锈钢随着周期腐蚀试验周期次数的增加，生锈面积显著增多。相反，如：444型及研发钢种这样的铁素体不锈钢，在前600次试验周期内，生锈面积稍微增加，而在经过更长的试验