Ⅰ 不锈钢材质焊接容易出现裂缝的原因都是什么呢
晶间腐蚀:根据贫铬理论,焊缝和热影响区在加热到450-850℃敏化温度区时在晶界上析出碳化铬,造成贫铬的晶界,不足以抵抗腐蚀的程度。焊接时就会出现裂缝。
应力腐蚀开裂:应力腐蚀开裂是焊接接头在特定腐蚀环境下受拉伸应力作用时所产生的延迟开裂现象。奥氏体不锈钢焊接接头的应力腐蚀开裂是焊接接头比较严重的失效形式,表现为无塑性变形的脆性破坏。
焊缝金属的低温脆化:对于奥氏体不锈钢焊接接头,在低温使用时,焊缝金属的塑韧性是关键问题。此时,焊缝组织中的铁素体的存在总是恶化低温韧性。
(1)不锈钢焊接铁素体含量多少最好扩展阅读:
奥氏体不锈钢通常在常温下的组织为纯奥氏体,也有一些为奥氏体+少量铁素体,这种少量铁素体有助于防止焊接热裂纹。
防止焊接裂纹措施:
尽量使焊缝金属呈双相组织,铁素体的含量控制在3-5%以下。因为铁素体能大量溶解有害的S、P杂质。
尽量选用碱性药皮的优质焊条,以限制焊缝金属中S、P、C等的含量。
采用低碳或超低碳的焊材,如A002等;采用含钛、铌等稳定化元素的焊条,如A137、A132等。
由焊丝或焊条向焊缝熔入一定量的铁素体形成元素,使焊缝金属成为奥氏体+铁素体的双相组织,(铁素体一般控制在4-12%)。
减少焊接熔池过热,选用较小的焊接电流和较快的焊接速度,加快冷却速度。
对耐晶间腐蚀性能要求很高的焊件进行焊后稳定化退火处理。
Ⅱ 不锈钢焊接要求规范
1、选择合适的不锈钢焊条、焊丝。强度匹配原则
2、低线能量输入,注意475°C引起的脆化
3、б相脆化:奥氏体型不锈钢、铁素体型不锈钢和双相不锈钢易发生б相脆化。由于组织中析出了百分之几的相,韧性显著下降。б相一般是在600-900℃范围内析出,尤其在750℃左右最易析出,作为防止б相产生的预防性措施,奥氏体型不锈钢中应尽量减少铁素体的含量。
Ⅲ 不锈钢焊接性能
常用不锈钢焊接方法对不锈钢最常用的焊接方法是手工焊(MMA),其次是金属极气体保护焊(MIG/MAG)和钨极惰性气体保护焊(TIG).虽然这些焊接方法对不锈钢工业的大多数人而言是熟悉的,但是我们认为这个领域值得深入探讨.
1、
手工焊(MMA):手工焊是一种非常普遍的、易于使用的焊接方法.电弧的长度靠人的手进行调节,它决定于电焊条和工件之间缝隙的大小.同时,当作为电弧载体时,电焊条也是焊缝填充材料.
这种焊接方法很简单,可以用来焊接几乎所有材料.对于室外使用,它有很好的适应性,即使在水下使用也没问题.大多数电焊机可以TIG焊接.在电极焊中,电弧长度决定于人的手:当你改变电极与工件的缝隙时,你也改变了电弧的长度.在大多数情况下,焊接采用直流电,电极既作为电弧载体,同时也作为焊缝填充材料.电极由合金或非合金金属芯丝和焊条药皮组成.这层药皮保护焊缝不受空气的侵害,同时稳定电弧.它还引起渣层的形成,保护焊缝使它成型.电焊条即可是钛型焊条,也可是缄性的,这决定于药皮的厚度和成分.钛型焊条易于焊接,焊缝扁平美观.此外,焊渣易于去除.如果焊条贮存时间长,必须重新烘烤.因为来自空气的潮气会很快在焊条中积聚.
2、
MIG/MAG焊接:这是一种自动气体保护电弧焊接方法.在这种方法中,电弧在保护气体屏蔽下在电流载体金属丝和工件之间烧接.机器送入的金属丝作为焊条,在自身电弧下融化.由于MIG/MAG焊接法的通用性和特殊性的优点,至今她仍然是世界上最为广泛的焊接方法.它使用于钢、非合金钢、低合金钢和高合金为基的材料.这使得它成为理想的生产和修复的焊接方法.当焊接钢时,MAG可以满足只有0.6mm厚的薄规格钢板的要求.这里使用的保护气体是活性气体,如二氧化碳或混合气体.唯一的限制是当进行室外焊接时,必须保护工件不受潮,以保持气体的效果.
3、
TIG焊接:电弧在难熔的钨电焊丝和工件之间产生.这里使用的保护气体是纯氩气,送入的焊丝不带电.焊丝既可以手送,也可以机械送.也有一些特定用途不需要送入焊丝.被焊接的材料决定了是采用直流电还是交流电.采用直流电时,钨电焊丝设定为负极.因为它有很深的焊透能力,对于不同种类的钢是很合适的,但对焊缝熔池没有任何“清洁作用”.
TIG焊接法的主要优点是可以焊接大材料范围广.包括厚度在0.6mm及其以上的工件,材质包括合金钢、铝、镁、铜及其合金、灰口铸铁、普通干、各种青铜、镍、银、钛和铅.主要的应用领域是焊接薄的和中等厚度的工件,在较厚的截面上作为焊根焊道使用.
Ⅳ 什么是铁素体不锈钢
在使用状态下以铁素体组织为主的不锈钢。含铬量在11%~30%,具有体心立方晶体结构。
这类钢一般内不含镍,有时容还含有少量的Mo、Ti、Nb等到元素,这类钢具导热系数大,膨胀系数小、抗氧化性好、抗应力腐蚀优良等特点,多用于制造耐大气、水蒸气、水及氧化性酸腐蚀的零部件。
这类钢存在塑性差、焊后塑性和耐蚀性明显降低等缺点,因而限制了它的应用。炉外精炼技术(AOD或VOD)的应用可使碳、氮等间隙元素大大降低,因此使这类钢获得广泛应用。
Ⅳ 2205铁素体含量是多少
2205铁素体含量是不是越高越好?
答:不是的
1第二代双相不锈钢一般称为标准双相不锈钢,成分特点是超低碳、含氮、其典型成分为22%cr+5%ni+0.17%n,与第一代双相不锈钢相比,2205进一步提高氮含量,增强在氯离子浓度较高的酸性介质中的耐应力腐蚀和抗点蚀性能。氮是强烈的奥氏体形成元素,加入到双相不锈钢中,既提高钢的强度且不显著损伤钢的塑韧性,又能抑制碳化物析出和延缓。
2
组织特点:双相不锈钢在温室下固溶体中奥氏体和铁素体约各占半数,兼有两相组织特征。它保留了铁素体不锈钢导执细数小、耐点蚀、缝隙及氯化物应力腐蚀的特点、又具有奥氏体不锈钢韧性好、脆性转变温度较低、抗晶间腐蚀、力学性能和焊接性能好的优点。
3
在性能上的突出表现屈服强度和耐应力腐蚀、双相不锈钢比奥氏体不锈钢的屈服强度高近1倍,同样的压力等级条件下,可以节约材料。比奥氏体不锈钢的线性热膨胀系数低,微信公众号:焊王与低碳钢接近。使得双相不锈钢与碳钢的连接较为合适,这有很大的工程意义。锻压及冷冲成型不如奥氏体不锈钢。
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焊接性:双相不锈钢2205具有良好的焊接性,焊接冷裂纹和热裂纹的敏感性都较小。通常焊前不预热,焊后不热处理。由于有较高的氮含量,热影响区的单相铁素体化倾向较小,当焊接材料选择合理,焊接线能量控制当时,焊接头具有良好的综合性能。
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热裂纹:热裂纹的敏感性比奥氏体不锈钢小的多。这是由于含镍量不高,易形成低熔点共晶的杂质极少,不易产生低熔点液膜。另外,晶粒在高温下没有急剧长大的危险。
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热影响区脆化:双相不锈钢焊接的主要问题不在焊缝,而在热影响区。因为在焊接热循环作用下,热影响区处于快冷非平衡态,冷却后总是保留更多的铁素体,从而增大了腐蚀倾向和氢致裂纹(脆性)敏感性。
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焊接冶金:双相不锈钢焊接过程中,在热循环的作用下、焊缝金属和热影响区的组织发生着一系列的变化。在高温下,所有的双相不锈钢的金相组织全部由铁素体组织,奥氏体是在冷却过程中析出的。奥氏体析出的多少受诸多因素的影响。
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相比例要求:双相不锈钢焊接头的力学性能和耐腐蚀性能取决于焊接接头能否保持适当的相比例,因此,焊接是围绕如何保证其双相组织进行的。当铁素体和奥氏体量各接近50%时,性能较好,接近母材的性能。改变这个关系,将使双相不锈钢焊接接头的耐蚀性能和力学性能下降。双相不锈钢2205铁素体含量的最佳45%,过低的铁素体含量小于25%将导致强度和抗应力腐蚀开裂能力下降;过高的铁素体含量大于75%也会有损于耐腐蚀性和降低冲击韧性.
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相比例影响因素:焊接接头中铁素体和奥氏体的平衡关系既受到钢中合金元素含量的影响,又受到填充金属、焊接热循环、保护气体的影响。
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合金元素的影响:根据研究和大量实验发现,母材含氮是非常重要的。氮在保证焊缝金属和焊后热影响区内形成足够量的奥氏体方面具有重要作用。氮和镍一样是形成奥氏体价和扩大奥氏体元素,但是,氮的能力也比镍大,可防止焊后出现单相铁素体,并能阻止有害金属相的析出。由于焊接热循环的作用,自熔焊或填充金属成分与母材相同时,焊缝金属的铁素体量急剧增加,甚至出现纯铁素体组织。微信公众号:焊王,为了抑制焊缝中铁素体的过量增加,采用奥氏体占优势的焊缝金属是双相不锈钢的焊接趋势。一般采取在焊接材料中提高镍或是加氮这两条途径。通常镍的含量比母材高出2%-4%,例如,2205填充金属的镍含量就高达8%-10%. 用含氮的填充材料比只提高镍的填充材料效果稳定,但加氮不仅能延缓金属间的析出,而且还可提高焊缝金属的强度和耐腐蚀性能。目前,填充材料一般都是在提高镍的基础上,再加入母材含量相当的氮。
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对于双相不锈钢2205,钨极氩弧焊选用sandvik22.8.3L(ER2209)焊丝,焊条电弧焊选用Avesta2205AC/DC焊条是满足对焊接材料要求的。双相不锈钢2205及焊接材料在合金元素上的这些特点,为焊接工艺参数即焊接线能量的选择提供了一定的范围,这对焊接是非常有利的。
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热循环:双相不锈钢焊接的最大特点是焊接热循环对焊接接头内的组织有影响,无论焊缝还是热影星区都会有相变发生,这对焊接接头的性能有很大影响。因此,微信公众号:焊王,多层多道焊是有益的,后续焊道对前层焊道有热处理作用,焊缝金属中的铁素体进一步转变为奥氏体,成为以奥氏体占优势的两相组织;毗邻焊缝的热影响区中的奥氏体相也相应增多,且能细化铁素体晶粒,减少碳化物和氮化物从晶内和晶界析出,从而使整个焊接接头的组织个性能显著改善。也正是由于焊接热循环的影响,双相不锈钢焊接时要求与介质接触的焊道应焊接,这一点与奥氏体不锈钢焊接循序的要求恰恰相反。
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工艺参数的影响:焊接工艺数即焊接线能量对双相组织的平衡也起着关键的作用。由于双相不锈钢字高温下是100% 的铁素体若线能量过小,热影响区冷却速度快,奥氏体来不及析出过量的铁素体就会在温室下过冷保持下来。若线能量过大,冷却速度太慢,尽管可以获得足量的奥氏体,但也会引起热影响区的铁素体晶粒长大以及σ相等有害金属相的析出,造成接头脆化。 为了避免上述情况的发生,最佳的措施是控制焊接线能量和层间温度,并使用填充金属。
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保护气体的影响:钨极氩弧焊时,可在氩气中加入2%氮气,防止焊缝表面因扩散而损失氮,有助于铁素体与奥氏体的平衡。
Ⅵ 奥氏体不锈钢出现焊接热裂纹的预防措施
影响奥氏体不锈钢焊接热裂纹的因素主要包括二个方面:冶金因素和力学因素。分析后认为其防止措施是:
1、冶金方面:
1)焊缝有害杂质的控制;
严格控制硼、硫、磷等有害元素含量。对于不允许存在铁素体的纯奥氏体焊缝,可以加入适当的锰,少许的碳、氮,同时减少硅的含量。
2)改善焊缝结晶形态;
焊缝金属或母材中增添一定数量的铁素体组织,形成两相组织,有效防止热裂纹产生。
3)焊条和焊剂;
参照母材材质,采用低碳或超低碳以及含钛、铌等稳定化元素的焊材。
对Cr/Ni≥1的奥氏体耐热钢,一般采用奥氏体-铁素体不锈钢焊条,以焊缝金属含2-5%铁素体为宜;对Cr/Ni<1的奥氏体耐热钢,应保证焊缝金属具有与母材化学成分大致相近的同时,增加焊缝金属中的Mo、W、Mn元素含量。
对于工作温度在300℃以上、有较强腐蚀性的介质,应采用含有Ti或Nb稳定化元素或超低碳不锈钢焊条;对于含有稀硫酸或盐酸的介质,常选用含Mo或含Mo和Cu的不锈钢焊条;对工作介质腐蚀性弱或仅为避免锈蚀污染的不锈钢设备,可采用不含Ti或Nb的不锈钢焊条。
对于低温条件下工作的奥氏体不锈钢,应采用纯奥氏体焊条,也可选用镍基合金焊条。
2、工艺方面:
1)选择正确的焊接工艺参数;
奥氏体不锈钢焊接应选用小电流、快速焊方式;多层焊时,为防晶粒长大,要等前一层焊缝冷却后再焊接次一层焊缝;厚板焊接时,为加快冷却,可从焊缝背面喷水或用压缩空气吹焊缝表面。
2)降低接头刚度和拘束度;
设计上减小结构的板厚,合理布置焊缝;在施工上合理安排焊件的装配顺序和每道焊缝的先后顺序,避免每条焊缝处在刚性拘束状态焊接,设法让每条焊缝有较大的收缩自由。
3)预热;
当奥氏体钢的刚性极大时,有时候也要进行预热,以防裂纹产生,而且裂纹的倾向会随着预热温度的升高而降低。
Ⅶ 不锈钢和铁中的元素有什么区别及各元素的含量
你说的是铁还是钢?
碳钢一般是铁碳系的,元素一般有C、Fe、Mn、Si、S、p。
不锈钢一般是铬(Cr)或铬镍(Cr-Ni)系的。不过不锈钢也分铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢、双相不锈钢等。
马氏体不锈钢一般Cr含量为13%左右,铁素体不锈钢一般Cr含量为17%左右。用的比较多的是奥氏体不锈钢,也就是Cr-Ni系的。用的较多的有304、308、316等等。
合金元素的影响:
Mn
1、在低含量范围内,对钢具有很大的强化作用,提高强度、硬度和耐磨性
2、降低钢的临界冷却速度,提高钢的淬透性
3、稍稍改善钢的低温韧性
4、在高含量范围内,作为主要的奥氏体化元素
Si
1、强化铁素体,提高钢的强度和硬度
2、降低钢的临界冷却速度,提高钢的淬透性
3、提高钢的氧化性腐蚀介质中的耐蚀性,提高钢的耐热性
4、磁钢中的主要合金元素(含量在0.40%范围内时,改善热裂倾向,含量高时,易形成柱状晶,增加热裂倾向。)
Cr
1、在低合金范围内,对钢具有很大的强化作用,提高强度、硬度和耐磨性
2、降低钢的临界冷却速度,提高钢的淬透性
3、提高钢的耐热性
4、在高合金范围内,使钢具有对强氧化性酸类等腐蚀介质的耐腐蚀能力
Mo
1、 强化铁素体,提高钢的强度和硬度
2、 降低钢的临界冷却速度,提高钢的淬透性
3、 提高钢的耐热性和高温强度
Ni
1、 提高钢的强度,而不降低其塑性,改善钢的低温韧性
2、 降低钢的临界冷却速度,提高钢的淬透性
3、 扩大奥氏体区,是奥氏体化的有效元素
4、 本身具有一定耐蚀性,对一些还原性酸类有良好的耐蚀能力
Al
1、 炼钢中起良好的脱氧作用
2、 细化钢的晶粒,提高钢的强度
3、提高钢的抗氧化性能,提高不锈钢对强氧化性酸类的耐蚀能力
RE
1、炼钢中起脱硫、去气、净化钢液作用
2、细化钢的晶粒,改善铸态组织
S:
1、 硫在钢中以FeS-Fe共晶体存在于钢的晶粒周界,降低钢的力学性能,优制钢含硫量一般应限制在0.04%以下。
2、 在机械制造中,有时为了改善某些钢的切削加工性能,人为将含硫量提高,以形成硫化物,起中断基体连续性的作用。
3、 硫含量的提高,增加铸件热裂倾向。
H:
炼钢过程中钢液从炉气中吸收氢
钢液中氢的溶解度随温度升高而提高,在缓慢凝固条件下,氢以针孔形态析出。快速凝固时,析出氢在铁的晶格内造成高应力状态,导致脆性。
N:
炼钢过程中钢液从炉气中吸收氮
1、 钢液中溶解的氮在凝固过程中因溶解度降低而析出,并与钢中的Si、Al、Zr等元素化合,生成SiN、AlN 、ZrN等氮化物。少量氮化物能细化钢的晶粒。氮休物多时,会使钢的塑性和韧性降低。
2、 氮属于扩大奥氏体区元素,在钢中可部分代替镍的作用,是铬锰氮不锈钢中的合金元素,,在超低碳不锈钢中,可代替碳的作用,提高钢的强度。
O:
1、 钢液中溶解的FeO 在凝固前温度降低过程中与钢液中的碳起反应,生成一氧化碳气泡,在铸件中造成气孔。
2、 钢液凝固过程中,FeO因溶解度下降而析出在钢的晶粒周界处,降低钢的性能。
Ⅷ 不锈钢中的“铁素体”指的是什么含铁量多少可成为“铁素体”
不锈钢中的“铁素体”,指的是碳溶解在a-Fe中的间隙固溶体,其溶碳能力很小回,常温下仅能溶解为0.0008%的碳答,在727℃时最大的溶碳能力为0.02%,它仍保持的体心立方晶格.常用符号F表示。
由于铁素体含碳量很低,其性能与纯铁相似,塑性、韧性很好,伸长率δ=45%~50%。强度、硬度较低,σb≈250MPa,而HBS=80。
所谓铁素体不锈钢.指的是在使用状态下以铁素体组织为主的不锈钢。它的含铬量在11%~30%,具有体心立方晶体结构,至于不锈钢含铁量与它是否是铁素体不锈钢并无关系.铁素体不锈钢只取决于在使用状态下,它是否以铁素体组织为主.
Ⅸ 如何提高不锈钢焊缝的铁素体含量
那是肯定的,首先304是奥氏体不锈钢不错,但是里面也不是纯奥氏体组织,其里面也含有一定的铁素体,铁素体是有磁性的,另外。用来焊接304的不锈钢焊材比如E308-16(也就是普通所说的不锈钢A102)里面含有一定量的铁素体,并且焊接材料的焊缝中的铁素体要较母材的铁素体含量要较母材的要高,因为如果焊缝中的铁素体含量过低就会使的焊缝很容易开裂。因为铁素体可以打乱奥氏体的柱状晶的形态,从而提高抗裂性。因此,焊后肯定会有磁性。如果想焊后没有磁性,你就得选择无磁或低磁的308不锈钢焊材或者选择310焊材也就是不锈钢A402但是价格会比不锈钢A102高很多。
Ⅹ 奥氏体不锈钢中铁素体含量的标准
奥氏体不锈钢含铁量为68%~75%左右,不同的牌号奥氏体含铁量有所不同,因为不同的奥氏体含其他元素如铬、镍、碳、等比例不同,相对应铁元素比例也会有所变动.