焊接後通抄過高溫熱處理,特別是固溶處理,通過碳原子的擴散,能夠降低鐵素體含量。具體可以參考下面這篇文章。
http://wenku..com/link?url=_k1qqt8WcZdt28_
❷ 不銹鋼焊接性能與其各元素含量之間有什麼關系,哪位大俠知道啊
不銹鋼中所含各元素的作用
目前,已知的化學元素有100多種,在工業中常用的鋼鐵材料中可以遇到的化學元素約二十多種。對於人們在與腐蝕現象作長期斗爭的實踐而形成的不銹鋼這一特殊鋼系列來說,最常用的元素有十幾種,除了組成鋼的基本元素鐵以外,對不銹鋼的性能與組織影響最大的元素是:碳、鉻、鎳、錳、硅、鉬、鈦、鈮、鈦、錳、氮、銅、鈷等。這些元素中除碳、硅、氮以外,都是化學元素周期表中位於過渡族的元素。實際上工業上應用的不銹鋼都是同時存在幾種以至十幾種元素的,當幾種元素共存於不銹鋼這一個統一體中時,它們的影響要比單獨存在時復雜得多,因為在這種情況下不僅要考慮各元素自身的作用,而且要注意它們互相之間的影響,因此不銹鋼的組織決定於各種元素影響的總和。
一、各種元素對不銹鋼的性能和組織的影響和作用
1-1鉻在不銹鋼中的決定作用:決定不銹鋼性屬的元素只有一種,這就是鉻,每種不銹鋼都含有一定數量的鉻。迄今為止,還沒有不含鉻的不銹鋼。鉻之所以成為決定不銹鋼性能的主要元素,根本的原因是向鋼中添加鉻作為合金元素以後,促使其內部的矛盾運動向有利於抵抗腐蝕破壞的方面發展。這種變化可以從以下方面得到說明:
①鉻使鐵基固溶體的電極電位提高
②鉻吸收鐵的電子使鐵鈍化
鈍化是由於陽極反應被阻止而引起金屬與合金耐腐蝕性能被提高的現象。構成金屬與合金鈍化的理論很多,主要有薄膜論、吸附論及電子排列論。
1-2. 碳在不銹鋼中的兩重性
碳是工業用鋼的主要元素之一,鋼的性能與組織在很大程度上決定於碳在鋼中的含量及其分布的形式,在不銹鋼中碳的影響尤為顯著。碳在不銹鋼中對組織的影響主要表現在兩方面,一方面碳是穩定奧氏體的元素,並且作用的程度很大(約為鎳的30倍),另一方面由於碳和鉻的親和力很大,與鉻形成—系列復雜的碳化物。所以,從強度與耐腐燭性能兩方面來看,碳在不銹鋼中的作用是互相矛盾的。
認識了這一影響的規律,我們就可以從不同的使用要求出發,選擇不同含碳量的不銹鋼。
例如工業中應用最廣泛的,也是最起碼的不銹鋼——0Crl3~4Cr13這五個鋼號的標准含鉻量規定為12~14%,就是把碳要與鉻形成碳化鉻的因素考慮進去以後才決定的,目的即在於使碳與鉻結合成碳化鉻以後,固溶體中的含鉻量不致低於11.7%這一最低限度的含鉻量。
就這五個鋼號來說由於含碳量不同,強度與耐腐蝕性能也是有區別的,0Cr13~2Crl3鋼的耐腐蝕性較好但強度低於3Crl3和4Cr13鋼,多用於製造結構零件,後兩個鋼號由於含碳較高而可獲得高的強度多用於製造彈簧、刀具等要求高強度及耐磨的零件。又如為了克服18-8鉻鎳不銹鋼的晶間腐蝕,可以將鋼的含碳量降至0.03%以下,或者加入比鉻和碳親和力更大的元素(鈦或鈮),使之不形成碳化鉻,再如當高硬度與耐磨性成為主要要求時,我們可以在增加鋼的含碳量的同時適當地提高含鉻量,做到既滿足硬度與耐磨性的要求,又兼顧—定的耐腐蝕功能,工業上用作軸承、量具與刃具有不銹鋼9Cr18和9Cr17MoVCo鋼,含碳量雖高達0.85~0.95%,由於它們的含鉻量也相應地提高了,所以仍保證了耐腐蝕的要求。
總的來講,目前工業中獲得應用的不銹鋼的含碳量都是比較低的,大多數不銹鋼的含碳量在0.1~0.4%之間,耐酸鋼則以含碳0.1~0.2%的居多。含碳量大於0.4%的不銹鋼僅占鋼號總數的一小部分,這是因為在大多數使用條件下,不銹鋼總是以耐腐蝕為主要目的。此外,較低的含碳量也是出於某些工藝上的要求,如易於焊接及冷變形等。
1-3. 鎳在不銹鋼中的作用是在與鉻配合後才發揮出來的
鎳是優良的耐腐蝕材料,也是合金鋼的重要合金化元素。鎳在鋼中是形成奧氏體的元素,但低碳鎳鋼要獲得純奧氏體組織,含鎳量要達到24%;而只有含鎳27%時才使鋼在某些介質中的耐腐蝕性能顯著改變。所以鎳不能單獨構成不銹鋼。但是鎳與鉻同時存在於不銹鋼中時,含鎳的不銹鋼卻具有許多可貴的性能。
基於上面的情況可知,鎳作為合金元素在不銹鋼中的作用,在於它使高鉻鋼的組織發生變化,從而使不銹鋼的耐腐蝕性能及工藝性能獲得某些改善。
1-4. 錳和氮可以代替鉻鎳不銹鋼中鎳
鉻鎳奧氏體鋼的優點雖然很多,但近幾十年來由於鎳基耐熱合金與含鎳20%以下的熱強鋼的大量發展與應用,以及化學工業日益發展對不銹鋼的需要量越來越大,而鎳的礦藏量較少且又集中分布在少數地區,因此在世界范圍內出現了鎳在供和需方面的矛盾。所以在不銹鋼與許多其他合金領域(如大型鑄鍛件用鋼、工具鋼、熱強鋼等)中,特別是鎳 的資源比較缺乏的國家,廣泛地開展了節鎳和以其他元素代鎳的科學研究與生產實踐,在這方面研究和應用比較多的是以錳和氮來代替不銹鋼與耐熱鋼中的鎳。
錳對於奧氏體的作用與鎳相似。但說得確切一些,錳的作用不在於形成奧氏體,而是在於它降低鋼的臨界淬火速度,在冷卻時增加奧氏體的穩定性,抑制奧氏體的分解,使高溫下形成的奧氏體得以保持到常溫。在提高鋼的耐腐蝕性能方面,錳的作用不大,如鋼中的 含錳量從0到10.4%變化,也不使鋼在空氣與酸中的耐腐蝕性能發生明顯的改變。這是因為錳對提高鐵基固溶體的電極電位的作用不大,形成的氧化膜的防護作用也很低,所以工業上雖有以錳合金化的奧氏體鋼(如40Mn18Cr4,50Mn18Cr4WN、ZGMn13鋼等),但它們不能作為不銹鋼使用。 錳在鋼中穩定奧氏體的作用約為鎳的二分之一,即2%的氮在鋼中的作用也是穩定奧氏體,並且作用的程度比鎳還要大。例如,欲使含18%鉻的鋼在常溫下獲得奧氏體組織,以錳和氮代鎳的低鎳不銹鋼與元鎳的鉻錳氮不誘鋼,目前已在工業中獲得應用,有的已成功地代替了經典的18-8鉻鎳不銹鋼。
1-5.不銹鋼中加鈦或鈮是為了防止晶間腐蝕。
1-6.鉬和銅可以提高某些不銹鋼的耐腐蝕性能。
1-7.其他元素對不銹鋼的性能和組織的影響
以上主要的九種元素對不銹鋼的性能和組織的影響,除這些元素對不銹鋼性能與組織影響較大的元素以外,不銹鋼中還含有一些其他的元素。有的是和一般鋼一樣為常存雜質元素,如硅、硫、磷等.也有的是為了某些特定的目的而加入的,如鈷、硼、硒、稀土元素等。從不銹鋼的耐腐蝕性能這一主要性質來說,這些元素相對於已討論的九種元素,都是非主要方面的,雖然如此,但也不能完全忽略,因為它們對不銹鋼的性能與組織同樣也發生影響。
硅是形成鐵素體的元素,在一般不銹鋼中為常存雜質元素。
鈷作為合金元素在鋼中應用不多,這是因為鈷的價格高及其在其它方面(如高速鋼、硬質合金、鈷基耐熱合金、磁鋼或硬磁合金等)有著更重要的用途。在一般不銹鋼中加鈷作合金元素的也不多,常用不銹鋼如9Crl7MoVCo鋼(含1.2-1.8%鈷)加鈷,目的並不在於提高耐腐蝕性能而在於提高硬度,因為這種不銹鋼的主要用途是製造切片機械刃具、剪刀及手術刀片等。
硼:高鉻鐵素體不銹鋼Crl7Mo2Ti鋼中加0.005%硼,可使在沸騰的65%醋酸中的耐腐蝕性能提高。加微量的硼(0.0006~0.0007%)可使奧氏體不銹鋼的熱態塑性改善。少量的硼由於形成低熔點共晶體,使奧氏體鋼焊接時產生熱裂紋的傾向增大,但含有較多的硼(0.5~0.6%)時,反而可防止熱裂紋的產生。因為當含有0.5~0.6%的硼時,形成奧氏體-硼化物兩相組織,使焊縫的熔點降低。熔池的凝固溫度低於半溶化區時,母材在冷卻時產生的張應力,由處於液態.固態的焊縫金屬承受,此時是不致引起裂縫的,即使在近縫區形成了裂紋,也可以為處於液態-固態的熔池金屬所填充。含硼的鉻鎳奧氏體不銹鋼在原子能工業中有著特殊的用途。
磷:在一般不銹鋼中都是雜質元素,但其在奧氏體不銹鋼中的危害性不像在一般鋼中那樣顯著,故含量可允許高一些,如有的資料提出可達0.06%,以利於冶煉控制。個別的含錳的奧氏體鋼的含磷量可達0.06%(如2Crl3NiMn9鋼)以至0.08%(如Cr14Mnl4Ni鋼)。利用磷對鋼的強化作用,也有加磷作為時效硬化不銹鋼的合金元素,PH17-10P鋼(含0.25%磷)乃PH-HNM鋼(含0.30磷)等。
硫和硒:在一般不銹鋼中也是常有雜質元素。但向不銹鋼中加0.2~0.4%的硫,可提高不銹鋼的切削性能,硒也具有同樣的作用。硫和硒提高不銹鋼的切削性能,是因為它們降低不銹鋼的韌性,例如一般18-8鉻鎳不銹鋼的沖擊值可達30公斤/厘米2。含0.31%硫的18-8鋼(0.084%C、18.15%Cr、9.25%Ni)的沖擊值為1.8公斤/平方厘米;含0。22%硒的18-8鋼(0.094%C、18.4%Cr、9%Ni)的沖擊值為3.24公斤/平方厘米。硫與硒均降低不銹鋼的耐腐蝕性能,所以實際應用它們作為不銹鋼的合金化元素的很少。
稀土元素:稀土元素應用於不銹鋼,目前主要在於改善工藝性能方面。如向Crl7Ti鋼和Cr17Mo2Ti鋼中加少量的稀土元素,可以消除鋼錠中因氫氣引起的氣泡和減少鋼坯中的裂紋。奧氏體和奧氏體-鐵素體不銹鋼中加0.02~0.5%的稀土元素(鈰鑭合金),可顯著改善鍛造性能。曾有一種含19.5%鉻、23%鎳以及鉬銅錳的奧氏體鋼,由於熱加工工藝性能在過去只能生產鑄件,加稀土元素後則可軋製成各種型材。
http://www.tjbuxiugang.com/
❸ 怎樣檢測不銹鋼鐵素體含量
呵呵~~,鐵素體是一種結晶組織。採用光譜儀只能分析化學成分,但是這些成分具體專形成什屬么晶像是無法區別的。
不銹鋼的鐵素體測量有兩種方式:
1.通過磁性鐵素體測量儀可以測量,鐵素體的含量。這種方法就是利用了鐵素體的導磁性進行測量的。
2.通過微觀晶像測量,在顯微鏡下數鐵素體的區域。這種測量方法與取樣的區域有較大的聯系。而且,統計工作量較大,根據ASTM DesignationE562-08進行數據分析得出鐵素體含量。
❹ 如何提高不銹鋼焊縫的鐵素體含量
那是肯定的,首先304是奧氏體不銹鋼不錯,但是裡面也不是純奧氏體組織,其裡面也含有一定的鐵素體,鐵素體是有磁性的,另外。用來焊接304的不銹鋼焊材比如E308-16(也就是普通所說的不銹鋼A102)裡面含有一定量的鐵素體,並且焊接材料的焊縫中的鐵素體要較母材的鐵素體含量要較母材的要高,因為如果焊縫中的鐵素體含量過低就會使的焊縫很容易開裂。因為鐵素體可以打亂奧氏體的柱狀晶的形態,從而提高抗裂性。因此,焊後肯定會有磁性。如果想焊後沒有磁性,你就得選擇無磁或低磁的308不銹鋼焊材或者選擇310焊材也就是不銹鋼A402但是價格會比不銹鋼A102高很多。
❺ 焊接工藝評定中鐵素體含量測定是怎麼回事
奧氏體不銹鋼焊縫中鐵素體起著極其重要的作用。奧氏體不銹鋼焊縫中常常需要形成一內定數量 δ 相鐵容素體(4% ~ 12%),以防止焊縫產生凝固裂紋(熱裂紋)。δ 鐵素體是奧氏體不銹鋼(含焊縫金屬)在一次結晶過程(凝固過程)中生成並保留至常溫的鐵素體。由於鐵素體含碳量很低,性能與純鐵相似,有良好的塑性和韌性,低的強度和硬度。鐵素體的有利作用是對 S、P、Si 和 Nb 等元素溶解度較大,能防止這些元素的偏析和形成低熔點共晶,從而阻止凝固裂紋產生。
❻ 二氧化碳309不銹鋼焊絲焊接需注意些什麼
(1)鎢極惰性氣體保護焊(GTAW)時,焊絲與熔敷金屬化學成分的差距最小,由此,根據焊絲化學成分計算的鐵素體含量與從熔敷金屬上測得的鐵素體含量之間差異最小。GTAW焊時碳有些損失,大約在0.02%左右,約為含碳量的一半。如焊絲的含碳量為0. 06%,熔敷金屬的含碳量為0.04%裝配流水線,氮可能增加,約為0.02%;其他元素變化不大。
(2)金屬極氣體保護焊(GMAW)時,碳損失較低,僅為GTAW損失的1/4左右,然而,滲氮要嚴重得多,約為0. 04%(相當於損失3~4 FN)。氮的增加一般取決於焊接工藝,有時可高達0. 15%或更高。這時可導致ER308和ER309類填充金屬的焊縫中只有很少的鐵素體。
(3)對氣體保護焊用焊絲,如果要求熔敷金屬有一定的鐵素體含量,則必須通過選擇焊絲的化學成分來獲得。在300系列的填充金屬中,ER308、ER308L和ER347焊絲的潛在鐵素體含量近似於10 FN,對於ER309焊絲,鐵素體含量近似於12 FN,對於ER316和ER316L焊絲,則鐵素體含量近似於5 FN。裝配流水線設備圍繞這些中間點,鐵素體含量可能是±7 FN。由於採用不同的焊接方法和工藝所引起的化學成分的變化,熔敷金屬的鐵素含量會下降。
(4)焊絲和填充焊的工藝性(使用性能)
當採用GTAW時,優先採用直流,電極接負,對於厚度小於1.6 mm的板材,優先採用氬氣為保護氣體,因為這時薄板的熔穿傾囪性小。對於較大厚度的板材或自動焊,推薦採用氬和氦的混合氣體,因為此時熔深大,成形好。
當採用GMAW時,通常採用直流,焊絲接正極,對於射流過渡的保護氣體,通常採用氬氣或氬和少量氧的混合氣體。對於短路過渡,經常採用氦十氧和二氧化碳所組成的保護氣體,能夠進行焊接的最小厚度為3. 2~4.8 mm。高的含碳量(從0.30%增至0.56%)可改善焊縫金屬的潤濕性,再增加硅,會進一步改善焊縫金屬的潤濕性。
(5)焊縫金屬的力學性能
不銹鋼焊縫金屬的力學性能,包括抗拉強度、彎曲性能和低溫沖擊韌性,與焊接過程中的各種參數有關,如電流、電壓、焊速、保護介質、母材的化學成分等。如果選用得當,可在上述參數很寬的變化范圍內提供優質焊縫。對在低溫下應用的焊縫,通常GTAW和GMAW所產生的焊縫金屬沖擊韌性一般均優於SMAW和SAW所產生的焊縫金屬。
❼ 不銹鋼中的「鐵素體」指的是什麼含鐵量多少可成為「鐵素體」
不銹鋼中的「鐵素體」,指的是碳溶解在a-Fe中的間隙固溶體,其溶碳能力很小回,常溫下僅能溶解為0.0008%的碳答,在727℃時最大的溶碳能力為0.02%,它仍保持的體心立方晶格.常用符號F表示。
由於鐵素體含碳量很低,其性能與純鐵相似,塑性、韌性很好,伸長率δ=45%~50%。強度、硬度較低,σb≈250MPa,而HBS=80。
所謂鐵素體不銹鋼.指的是在使用狀態下以鐵素體組織為主的不銹鋼。它的含鉻量在11%~30%,具有體心立方晶體結構,至於不銹鋼含鐵量與它是否是鐵素體不銹鋼並無關系.鐵素體不銹鋼只取決於在使用狀態下,它是否以鐵素體組織為主.
❽ 不銹鋼 304 中的 鐵素體 含量 超標 是什麼原因
首先應知道304不銹鋼的供貨狀態是什麼:也就是固溶熱處理狀態。
304不銹鋼在920~1050攝氏度固溶時,鋼材的組織會由鐵素體向奧氏體轉變。在這個過程中,如果溫度達不到,或時間不夠,都會有鐵素體殘留;即造成鐵素體含量超標。
❾ 奧氏體不銹鋼中α-相面積含量跟鐵素體含量有什麼關系
有一定關系:奧氏體總量%;
如果有鐵素體相將減少奧氏體相;
❿ 雙相不銹鋼熱影響區鐵素體含量為什麼要比母材低
1 鈦及鈦合金/不銹鋼的焊接性分析
1.1 鈦及鈦合金的焊接性
鈦及鈦合金的化學活性大,400℃以上時即使在固態情況下也極易被空氣、水分、油脂、氧化皮等污染,吸收O、N、H、C等,使焊接接頭的塑性及沖擊韌度下降,並易引起氣孔;其熔點高、熱容量小、熱導率小的特點,使焊接接頭易產生過熱組織,晶粒變得粗大,特別是β鈦合金,易引起塑性降低;溶解於鈦中的氫在320℃時和鈦會發生共析轉變,析出TiH ,
引起金屬塑性和沖擊韌度的降低,同時發生體積膨脹而引起較大的應力,嚴重時會導致冷裂紋產生;氫在鈦中的溶解度隨溫度升高而下降,焊接時沿熔合線附近加熱溫度高,會引起氫
的析出,因此氣孔常在熔合線附近形成;鈦及鈦合金的彈性模量相對較小所以焊接殘余變形較大,並且焊後變形的矯正也較為困難。
1.2 不銹鋼的焊接性
由於不銹鋼本身所具有的特性,與普碳鋼相比不銹鋼的焊接及切割有其特殊性,更易在其焊接接頭及其熱影響區(HAZ)產生各種缺陷。焊接時要特別注意不銹鋼的物理性質。馬
氏體型不銹鋼進行焊接時,由於熱影響區中被加熱到相變點以上的區域內發生a-r(M)相變,因此存在低溫脆性、低溫韌性惡化、伴隨硬化產生的延展性下降等問題。一般來講鐵素
體型不銹鋼有475℃脆化、700~800℃長時間加熱下發生σ相脆性、夾雜物和晶粒粗化引起的脆化、低溫脆化、碳化物析出引起耐蝕性下降以及高合金鋼中易發生的延遲裂紋等問題。奧
氏體型不銹鋼一般具有良好的焊接性能,但其中鎳、鉬含量高的高合金不銹鋼進行焊接時易產生高溫裂紋。另外還易發生σ相脆化,在鐵素體生成元素的作用下生成的鐵素體易引起低
溫脆化,以及耐蝕性下降和應力腐蝕裂紋等缺陷。經焊接後,焊接接頭的力學性能一般良好,但當在熱影響區中的晶界上有鉻的碳化物時極易生成貧鉻層,而貧鉻層的出現在使用過程
中易產生晶間腐蝕。雙相不銹鋼的焊接裂紋敏感性較低,但在熱影響區內鐵素體含量的增加會使晶間腐蝕敏感性提高,因此可造成耐蝕性降低及低溫韌性惡化等問題。
1.3 鈦及鈦合金與不銹鋼的綜合焊接性
鈦及鈦合金與不銹鋼的物理和化學性能差異顯著,連接時易在接頭處形成脆性相和較大的內應力,導致接頭極易開裂,而且在密度、比熱、線膨脹系數、導熱系數等物理性能和力
學性能上均有較大差異,必然會降低鈦及鈦合金/鋼連接的牢固性,即使在固態連接方法下,由於線膨脹系數差別較大,也會在焊接接頭中引起較大焊接的殘余應力,降低接頭性能。鈦
的化學活性強,在高溫下,對氧、氮、氫具有較高的化學親和力,易形成脆性化合物,使強度顯著提高,而塑性和韌性急劇下降,顯著地增加脆性斷裂傾向及裂紋形成。鈦還易與許多其它金屬形成金屬間化合物,鈦與鐵易形成金屬間化合物TiFe和TiFe 。鈦/鋼焊接時,由於鋼中存在的Ni、Cr、C等 元素也能與Ti形成TiNi、TiNi、TiNi、TiCr、TiC等多種金屬間化合物脆性相,使焊縫更脆,性能進一步降低。