耐热钢、不锈钢的焊接

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1、第9章耐热钢、不锈钢的焊接第8章合金结构钢和铸铁的焊接主要内容介绍耐热钢和不锈钢的特性、分类、焊接性及其焊接工艺特点。2021/9/7第九章耐热钢钢、不锈钢的焊接2第1节耐热钢、不锈钢概述耐热钢及不锈钢的主要成分为Cr和Ni。一、耐热钢分类及特性在高温下工作，具有一定强度和抗氧化性、耐蚀能力的铁基合金。耐热钢的分类按特性分类：热稳定钢，热强钢按合金元素含量分：低合金～、中合金～、高合金～。按正火后组织：珠光体～、马氏体～、铁素体～和奥氏体～。2021/9/73第九章耐热钢钢、不锈钢的焊接第1节耐热钢、不

2、锈钢概述耐热钢的特性高温化学稳定性/抗氧化性：Cr、Al、Si等能在钢材表面形成坚固保护膜，可提高钢的抗氧化性；Mo、B、V等生成氧化物熔点较低，对抗氧化性不利。高温力学性能/热强性：Mo、W固溶强化；沉淀强化（提高碳含量，同时加入强碳化物形成元素Nb、V等）2021/9/74第九章耐热钢钢、不锈钢的焊接第1节耐热钢、不锈钢概述耐热钢焊接接头性能的特殊要求接头的热强性与母材相当接头的抗氧化性基本相同接头的组织稳定性接头的热物理性能与母材基本相同2021/9/75第九章耐热钢钢、不锈钢的焊接第1节耐热钢、

3、不锈钢概述二、不锈钢分类及特性在大气或一定介质中具有耐蚀性的钢的统称。（一）不锈钢的分类按室温下基体组织分：奥氏体～（高铬镍钢、高铬锰氮钢，如18-8）、铁素体～和马氏体～（高铬钢）、铁素体-奥氏体双相～2021/9/76第九章耐热钢钢、不锈钢的焊接第1节耐热钢、不锈钢概述（二）不锈钢的耐蚀性能耐蚀性是不锈钢性能的基本要求。腐蚀形式有化学腐蚀和电化学腐蚀，更多的表现为电化学腐蚀。加入Cr形成Fe-Cr固溶体，电极电位显著提高从而提高耐蚀性。加入Ni、Mn、Cu获得单相固溶体组织，减少微电池数目提高耐蚀性

4、。加入Cr、Si、Al、Mo使钢的表面形成结构致密、不溶于腐蚀介质、电阻又高的保护膜。2021/9/77第九章耐热钢钢、不锈钢的焊接第1节耐热钢、不锈钢概述不锈钢腐蚀失效形式均匀腐蚀（表面腐蚀）局部腐蚀晶间腐蚀点腐蚀及缝隙腐蚀应力腐蚀开裂晶间腐蚀产生的原因：碳化铬的析出相的析出晶界吸附稳定化元素高温溶解2021/9/78第九章耐热钢钢、不锈钢的焊接第1节耐热钢、不锈钢概述三、不锈钢、耐热钢的物理性能热导率、热膨胀系数、电阻率等对焊接性影响显著。合金元素含量越多，热导率越小，膨胀系数和电阻率越大。202

5、1/9/79第九章耐热钢钢、不锈钢的焊接第2节珠光体耐热钢的焊接珠光体耐热钢是一种以Cr（质量分数0.5%～5%）、Mo（0.5%或1%）为主要合金元素的低、中合金钢。往往还加入V、W、Nb、B等元素（总含量小于5%）。合金元素偏高的组织会出现较多贝氏体组织。一、珠光体耐热钢的分类Mo钢：0.5%的Mo主要作用是固溶强化，提高热强性。Cr-Mo钢：铬溶入Fe3C使碳化物热稳定性提高。Cr-Mo-V等：固溶强化+V、Ti、B时效强化、晶界强化。供货状态一般为正火+回火。2021/9/710第九章耐热钢钢、

6、不锈钢的焊接第2节珠光体耐热钢的焊接二、珠光体耐热钢的焊接性主要焊接问题：焊缝及HAZ的冷裂纹敏感性、过热区再热裂纹敏感性、回火脆性。1、冷裂纹Cr、Mo提高钢的淬硬性。2021/9/711第九章耐热钢钢、不锈钢的焊接2.25Cr1Mo钢CCT图氩弧焊第2节珠光体耐热钢的焊接2、再热裂纹珠光体耐热钢中含有V、Nb、Ti、Cr、Mo等强碳化物形成元素，粗晶部位容易出现再热裂纹。2021/9/712第九章耐热钢钢、不锈钢的焊接第2节珠光体耐热钢的焊接2021/9/713第九章耐热钢钢、不锈钢的焊接3、回火脆

7、性Cr-Mo钢及其焊接接头在370～565℃长期运行过程中会发生渐进的脆变现象，称为回火脆性或长时脆性。产生原因：P、As、Sb和Sn等沿晶界扩散偏析。焊缝脆性指数：=（10P+5Sb+4Sn+As）/100（×10-6）不应超过20。母材J指数：J=（Mn+Si）×（P+Sn）×104（%）超过150，具有明显的回火脆性。第2节珠光体耐热钢的焊接三、珠光体耐热钢的焊接工艺1、焊接方法焊条电弧焊：低氢型碱性焊条；埋弧焊：用于厚壁件，特种厚壁容器要求采用抗回火脆性的高纯度焊丝及烧结焊剂。TIG焊：低氢，可

8、采用抗回火脆性能力的低硅焊丝，用于打底焊或小直径薄壁管焊接；MIG焊：细焊丝低电流短路过渡，用于薄板焊接或打底焊，粗焊丝喷射过渡，用于厚壁接头焊接；电渣焊：接头经正火处理以细化晶粒。2021/9/714第九章耐热钢钢、不锈钢的焊接第2节珠光体耐热钢的焊接2、焊接材料的选择：与母材一致3、预热和焊后热处理预热是防止冷裂纹和再热裂纹的有效措施之一。预热温度根据碳当量、接头拘束度和焊缝金属的扩散氢含量决定。2021/9/715第九章耐热钢钢、不锈