奥氏不锈钢焊接课件.ppt

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1、主讲人：张宇焊工技术培训教程不锈钢焊接技术一、概述铬的质量分数大于12%的钢，在空气、水、蒸气中能不受腐蚀和生锈的钢称为不锈钢；在酸及其它化学侵蚀介质中能耐腐蚀的钢称为不锈耐酸钢。一般说的不锈钢包括不锈钢和不锈耐酸钢两种。二、奥氏体不锈钢的焊接性1、不锈钢的分类及性能(1)不锈钢的分类不锈钢有两种分类法。1）马氏体不锈钢这类钢的铬质量分数较高（13%~17%），碳的质量分数也较高（0.1~1.1%）。属于些类钢的有1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13等，其中以2Cr13应用最广。此类钢具有淬硬性。在温度不超过30℃时，在弱腐蚀介质中有良好的耐腐蚀性；对淡水、海水、

2、蒸汽、空气亦有足够的耐腐蚀性；在热处理（如调质）后有很好的力学性能。此类钢多用制造力学性能要求较高、耐腐蚀性要求相对较低的零件，例如汽轮机叶片、医疗器械等。2)铁素体不锈钢这类钢的铬的质量分数高（13%~30%），碳的质量分数较低（低于0.15%）。些类钢的耐酸能力强，有很好的抗氧化能力，强度低，塑性好，主要用于制作化工设备中的容器、管道等，广泛用于硝酸、氮肥工业中。属于此类钢的有00Cr12、1Cr17、1Cr17Mo、00Cr27Mo、00Cr30Mo2等，常用1Cr17。3）奥氏体不锈钢奥氏体不锈钢是目前工业上应用最广的不锈钢。它以铬、镍为主要合金元素。它有更优良的耐

3、腐蚀性；强度较低，而塑性、韧性极好；焊接性能良好。主要用作化工容器、设备和零件等。奥氏体不锈钢化学成分类型有Cr18%-Ni9%（通常称18-8不锈钢），Cr18%-Ni12%、Cr23%-Ni13%、Cr25%-Ni20%等几种。属于奥氏体不锈钢有0Cr18Ni9、00Cr19Ni10、1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti、0Cr18Ni10Ti、0Cr18Ni11Nb、1Cr18Ni12、0Cr18Ni12Mo2Ti、0Cr23Ni13、0Cr25Ni20等。常用有1Cr18Ni9Ti，Cr25Ni20等。（2）不锈钢的性能1）不锈钢的物理性能与焊接有关的物理性能主要

4、有：①不锈钢的热导率低于碳钢，尤其是奥氏体不锈钢的热导率，约为碳钢的1/3。②不锈钢的电阻率高，尤其是奥氏体不锈钢的电阻率，约为碳钢的5倍。③奥氏体不锈钢的线膨胀系数比碳钢约大50%，马氏体不锈钢和铁素体不锈钢的线膨胀系数大体上与碳钢相等。④奥氏体不锈钢的密度大于碳钢，马氏体不锈钢和铁素体不锈钢的密度稍小于碳钢。⑤奥氏体不锈钢没有磁性，马氏体不锈钢和铁素体不锈钢有磁性。2）不锈钢的力学性能几种常用的典型的不锈钢力学性能见如下表1。表中并列入低碳钢和16Mn钢的力学性能进行比较。3）不锈钢的耐腐蚀性能金属受蚀介质的化学及电化学作用而损坏的现象称为腐蚀。不锈钢的腐蚀形式有均匀腐

5、蚀（整体腐蚀）、晶间腐蚀、点腐蚀、缝隙腐蚀和应力腐蚀等。①均匀腐蚀接触腐蚀介质的金属表面全部产生腐蚀的现象，称均匀腐蚀，也称整体腐蚀。它是一种表面腐蚀。不锈钢具有良好的耐腐蚀性能，它的均匀腐蚀量并不大。②晶间腐蚀在腐蚀介质作用下，起源于金属表面的晶界，沿晶粒边界深入金属内部，产生在晶粒之间的一种腐蚀，称晶间腐蚀。晶间腐蚀导致晶粒间的结合力丧失，强度几乎完全消失，受到应力作用时，即会沿晶界断裂，是不锈钢最危险的一种破坏形式。㈠产生晶间腐蚀的机理是它晶粒边界的铬的质量分数降至12%以下，即在晶间形成铬的质量分数小于12%的贫铬区，因此晶间在腐蚀介质作用下发生腐蚀。产生晶间贫铬的

6、原因是奥氏体不锈钢加热到450~850℃温度范围时，晶粒中过饱和固溶的碳（碳在奥氏体中的溶解度约为0.02%~0.03%）向晶粒边界扩散比铬的扩散快，扩散到晶界的碳与晶界的铬化合，形成Cr23C6，使晶界铬的质量分数大大减小，变成铬的质量分数小于12%的贫铬区。加热温度小于450℃时，不会产生晶间腐蚀，因为温度低，不会形成Cr23C6化合物；加热温度大于850℃时，也不会产生晶间腐蚀，因为温度大于850℃时，晶粒内铬的扩散速度增强，有足够的铬扩散到晶界与碳化合，晶界不会形成贫铬。所以加热的温度450~850℃是晶间腐蚀的“危险温度区”，或称“敏化温度区”，其中以650℃为最

7、危险。㈡防止晶间腐蚀的主要措施a)采用超低碳不锈钢☆奥氏体不锈钢根据碳的质量分数不同分成三个等级：一般级(C≤0.14%)、低碳级(C≤0.06%)和超低碳级(C≤0.03%)。☆室温时，奥氏体能溶解最大的碳的质量分数为0.02%~0.03%，因此超低碳奥氏体不锈钢原则上就不会产生晶间腐蚀。b)采用双相组织调整钢的化学成分，形成奥氏体和少量铁素体的双相组织，使碳化铬（Cr23C6）首先在奥氏体与铁素体的双相界面上和高温铁素体相内析出，可使奥氏体晶界上析出的碳化铬数量减少、分布不连续，降低晶间腐蚀倾向。钢中的合金元素