304不锈(xiu)钢管不仅具有耐腐(fu)蚀优点,低温下也能(neng)保持较好的塑韧性且由(you)于含较高(gao)的(de)Cr、Ni等合金元素,用于较高(gao)温度下也(ye)有一定的抗氧化性和强度。然而其导(dao)热系数小、线胀系数大等导致焊接时存在残余应力,在接头中产生腐蚀、热裂纹及析出脆化等现象。下(xia)面,一起来了解(jie)304不锈钢管的焊接性能。
焊接性能是(shi)指同质材料或异质材料在工(gong)艺条件下,能够焊接形成完整接头(tou)并满足预期使用要求(qiu)的能力(li)。包括两个含义:一是结合性能,指材料在(zai)焊接中形成焊接缺陷的敏(min)感性;二是使用性能,指焊接接头在一定使用条件下可靠运行的能(neng)力。304不锈钢(gang)管(guan)具有良好的综合性能(neng),其焊接性主要取决于焊接(jie)热循环,硫、磷(lin)等杂质及焊缝中合金元素的含量。
1、焊接接头的腐蚀性 304管材(cai)腐蚀主要包括(kuo)两种:晶间腐蚀和应力腐蚀。其中(zhong)晶间腐(fu)蚀是(shi)焊接接头在(zai)特定的腐蚀介质中沿晶粒边界(jie)发生的腐(fu)蚀现象(如图1a)。一(yi)般(ban)认为其腐蚀(shi)机理是贫铬理论。不(bu)锈钢接头的焊缝及热影(ying)响敏化区(qu)这两个部位最(zui)易出现品间腐蚀,遭受晶间腐蚀(shi)的接头(tou)由于晶粒间已失去联(lian)系,在受到应力时几乎完全丧失强度,往往造成不锈钢焊接结构件的(de)突然破坏,危害性极大。
应力(li)腐蚀(shi)是(shi)接头在应力和腐蚀介质共同作用下发生的低应力脆性开裂的现象(如图1b)。由于304不锈钢焊管的热胀系数高,焊后往往产(chan)生较大的残余应力。奥(ao)氏体不锈钢对含有氯(lv)离子的溶液较敏感,一般易(yi)发生应力腐蚀,但专家模拟了奥氏(shi)体钢(gang)在海水条(tiao)件(jian)下的(de)应力腐蚀,发现NaCl溶液的浓度在3.5%和26.5%下,对材(cai)料SCC敏感性无(wu)明显影响。这可能是因为18-8不锈钢制品管的(de)应(ying)力腐蚀裂纹不仅与溶(rong)液中氯(lv)离子(zi)的浓度有关,还与其溶液(ye)中氧含(han)量有关。
2、焊接(jie)接头的热(re)裂纹 一般材料的合金化(hua)程度越高,焊接时越容易(yi)产生热裂纹(wen)。接(jie)头最常见的是焊缝凝(ning)固裂纹。304的热导率小而线胀系数大,在焊接局部加热(re)及冷却的条件下(xia)接头易形成较大的拉应(ying)力,是热裂(lie)纹产(chan)生(sheng)的必要条件。
其次,304不锈钢管焊接时易形成(cheng)方向性很强(qiang)的(de)柱(zhu)状晶组织,并(bing)在凝固结晶后(hou)期由于硫、磷等杂质形成的低熔点液态薄膜割裂了晶粒之间的联系,冷却收缩时增加了接(jie)头的热裂倾向。但304钢管中少量铁素体的存在对抑制热裂纹的产生是有(you)利的。因为铁(tie)素(su)体在焊(han)缝中呈孤岛状,起到打乱结晶方向的作用,同时少量的铁(tie)素体能溶(rong)解杂(za)质以减少偏析。
3、焊接接头的脆化 不锈钢管接头的(de)脆化(hua)主要包括σ相析出脆(cui)化和低温脆化(hua)。其中(zhong)σ相脆(cui)化是指焊件在经受一定时间的高温加热后在焊缝中析出脆性的σ相,导致整个接头脆化及塑韧性(xing)降低的现象。低温脆化是指焊缝组织中铁素体δ相的存在恶化了材料(liao)的低温韧性。
故304不锈(xiu)钢管(guan)焊缝(feng)组织应尽量为单(dan)一的(de)γ相,避免(mian)出现δ相。但(dan)从抗热裂性出发,要求焊缝金属中含有一定量的铁素(su)体(ti)以形成γ+δ双相组织(δ相可以打乱单(dan)一(yi)的相柱状晶的方向性)。因此促进焊缝单相γ组织的获得,控制铁素体的形成或减少δ相的析出对于改(gai)善接头的低(di)温韧(ren)性有重(zhong)要作用(yong)。对于高温工作的接头,抑制δ→σ或γ→σ的转变均可控(kong)制接头的σ相析(xi)出脆化。
以上就是304不锈钢管的焊接性(xing)能内容(rong)了。对于生产过程中(zhong),焊接是必须经过的生产(chan)处理工(gong)艺,因此对其焊接性能的(de)必须(xu)有一定的了解,这对于一些(xie)304不锈钢管的焊接生产过程会有一定的帮助。