新國標06Cr19Ni10不銹鋼管焊接分析

06Cr19Ni不銹鋼管的化學成分焊接剛性焊接主要取決于化學成分，奧氏體不銹鋼以鎘鎳為主要合金元素。

06Cr19Ni10不銹鋼管整體焊接性好，因為變形能力高，不能硬化。但為了充分保證焊接接頭的質量，往往需要解決各種形式的腐蝕、焊接裂紋、鐵素體含量控制等特殊問題δ相的脆化等等。

腐蝕

焊接接頭中的晶間腐蝕

在腐蝕介質的作用下，金屬表面沿晶界深入金屬內部的腐蝕是晶間腐蝕。晶間腐蝕是一種局部腐蝕，會導致晶粒間結合力喪失，材料強度幾乎消失，必須注意腐蝕。

奧氏體晶間腐蝕的原因是奧氏體06Cr19Ni10不銹鋼管在固溶狀態下以過飽和的形式溶解碳γ固溶體，加熱時過飽和碳Cr23C5形式沿晶界沉淀。Cr23C5的沉淀消耗了大量的銘文，從而將晶界附近的碳含量降低到鈍化所需的最低水平，形成了一個較差的銘文層。這是晶間腐蝕的根本原因。

防止晶間腐蝕的措施

(1)減少母材和焊縫的碳含量

(2)在鋼中加入穩定碳化物形成元素，改變碳化物的類型

(3)焊后固溶處理

(4)即使焊縫從單向狀態變為雙相狀態，也要改變焊縫的組織狀態

焊接接頭的刀口腐蝕

刀口腐蝕是焊接接頭中獨特的晶間腐蝕，只發生在含有穩定劑的奧氏體不銹鋼焊接接頭中。腐蝕部位在熱影響區的過熱區，開始寬度僅為3~5個晶?？梢灾饾u擴展到1.0~1.5mm，腐蝕已經滲透到金屬中。刀狀腐蝕通常發生在焊接后的敏化溫度范圍內，即在高溫過熱和中溫敏化的連續作用下Cr23C五析出后形成的貧銘層關。

防止刀口腐蝕的措施

(1)降低碳含量

(2)減少近縫過熱

(3)合理安排焊接順序

(4)焊后穩定處理可使過熱區的碳與穩定劑結合成穩定的碳化物，使其不再存在Cr23C5形式沉淀。

應力腐蝕開裂問題

在應力和腐蝕介質的共同作用下，金屬的腐蝕損傷稱為應力腐蝕開裂。目前，對應力腐蝕開裂的機制有一定的看法，有兩個條件：

(1)拉應力的存在

(2)腐蝕介質與材料的結合有很多影響應力腐蝕開裂的因素，包括鋼的成分、組織和狀態、介質的類型、溫度和濃度、應力的性質、大小和結構點。防止應力腐蝕開裂有以下措施:

(1)正確選擇材料。

(2)消除產品的殘余應力。

(3)用金屬或非金屬覆蓋層將金屬與腐蝕介質隔離，如電鍍、噴涂、襯里等材料進行防腐處理。

(4)改進零件結構和接頭的設計。

焊接接頭的裂紋

奧氏體06Cr19Ni10不銹鋼管焊接產生的裂紋為熱裂紋，可出現在焊縫和熱影響區。焊縫主要為結晶裂紋；熱影響區和多層焊接層間金屬多為高溫液化裂紋；

結晶裂紋

(1)奧氏體06裂紋的原因Cr19Ni10不銹鋼管對熱裂紋敏感，主要由冶金因素決定，即鋼的化學成分和組織性能。

(2)防止焊縫結晶裂紋的途徑

1)嚴格控制有害雜質，主要是硫磷含量

2)調整焊縫金屬的雙相組織

3)合理合金化

4)用小線能焊接

液化裂紋

液化裂紋主要在近縫區域，過熱晶粒邊界有明顯偏析，產生晶間液膜和液化裂紋。為防止鋼材液化裂紋主要采取焊接工藝措施，減少母材過熱，抑制晶粒生長，嚴格限制母材有害雜質含量，也有利于提高液化裂紋性能。

鐵素體含量控制問題

奧氏體耐熱鋼焊縫金屬中鐵素體的含量直接關系到耐熱裂紋和熱強度。根據德龍焊縫組織圖確定各種成分的鎘錦焊縫金屬。根據焊縫金屬的化學成分計算銘當量和金當量，可根據圖紙找到相應的組織。注意焊縫金屬的鎘錦當量是根據焊縫成分計算的，應考慮不同焊接條件下融合比的變化對焊縫成分的影響。

焊縫金屬的力學性能與鐵素體含量有關。從圖中可以看出，隨著鐵素體含量的增加，奧氏體鎘錦鋼焊縫金屬的常溫抗拉強度增加，變形能力下降。然而，高溫抗拉強度、高溫耐久強度和低溫韌性顯著降低。因此，對于高溫強度要求的焊接接頭，必須嚴格控制鐵素體的含量，在某些情況下必須使用奧氏體焊縫金屬。