自從奧氏體不銹鋼管投入工業(yè)使用以來,焊料中的鐵素體含量一直是一個備受關(guān)注的深層次問題。這是因為它的存在對奧氏體鋼管的強度、韌性、耐腐蝕性和可焊性有一定的影響。這些問題有的已經(jīng)基本明確,有的還需要進一步探討。
我們的觀點是:
(1)鐵素體的強度較高,而塑性和韌性較差。它的存在自然會影響奧氏體的強度和韌性,但在一般應用中,只要鐵素體含量不太高,比如10%左右,這種影響是可以接受的。特殊情況可通過附加焊縫金屬拉伸試驗、常溫或低溫沖擊試驗加以限制。
(2)鐵素體對奧氏體不銹鋼管耐蝕性的影響是一個非常復雜的問題,很難用簡單甚至有爭議的文字來解釋。因為不銹鋼管應用中的腐蝕主要是晶間腐蝕和開裂。局部腐蝕,如腐蝕、點蝕和應力腐蝕開裂。其中,不銹鋼管焊接中的晶間腐蝕主要是受焊接影響區(qū)域敏化引起的Cr貧化。裂紋腐蝕主要是由不銹鋼焊管焊透不全等焊縫缺陷引起的。事實上,點蝕和應力腐蝕開裂與鐵素體含量有關(guān)。
曾經(jīng),早期的研究簡單地認為焊縫中的鐵素體會促進點蝕,因此是有害的。一些測試結(jié)果也證明了這一點。但隨后的研究表明,退火或未退火的:焊縫金屬點蝕的起始點出現(xiàn)在由微偏析引起的枝晶中心的Cr.Mo貧化區(qū)。這種類型的Cr、Mo在芯棒枝晶中。上述空心效應在作為初始凝固相的奧氏體焊縫金屬中更為明顯,說明鐵素體的存在影響不大。
其他研究人員指出,S偏析是鐵素體/奧氏體界面發(fā)生點蝕的最重要因素,導致304L自熔(GTAW)焊縫采用鐵素體作為初始凝固方式。素體/奧氏體界面成為點腐蝕最敏感的地方。
此外,已經(jīng)發(fā)現(xiàn),當環(huán)境條件、焊接方法和熱輸入不同(影響偏析程度)時,它們都會對不銹鋼管的敏感位置產(chǎn)生影響。
鐵素體含量對奧氏體不銹鋼管焊縫金屬耐應力腐蝕性能的影響也很復雜,不能一概而論。它不僅取決于化學成分、環(huán)境和測試技術(shù),還取決于鐵素體含量和形狀分布。和固化模式。有人認為鐵素體可以提高奧氏體不銹鋼管焊縫的抗應力腐蝕能力,因此焊縫比母材和熱影響區(qū)具有更好的抗應力腐蝕能力;但也有相反的觀點,認為鐵素體陽極溶解是304鋼管在溶液中對應力腐蝕開裂敏感的原因。
文獻認為,當鐵素體含量增加時,當鐵素體形狀由不連續(xù)的蝸桿狀變?yōu)檫B續(xù)的蝸桿狀或腹板狀時,焊縫的耐應力腐蝕性能降低。
焊后熱處理可使鐵素體相發(fā)生變化和球化,但只有足夠高的退火溫度加上足夠長的時間,如10-100h,才能完全轉(zhuǎn)變并顯著提高其抗腐蝕、應力腐蝕的能力。鐵素體含量越高,完全去除鐵素體所需的時間越長,這在實際生產(chǎn)中很難實現(xiàn)。即使經(jīng)過這么長時間的高溫退火,高鐵素體奧氏體不銹鋼管焊縫的耐應力腐蝕性能也不理想。因此,焊后短期高溫退火只能分解碳化物相和相,使C、Cr等固溶分解為奧氏體,而不能將鐵素體完全轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體相。
鐵素體含量對奧氏體不銹鋼管焊縫的焊接性有積極影響,尤其是焊接過程中焊縫抗凝固裂紋的能力。為了在不銹鋼焊管生產(chǎn)過程中保持較高的焊接速度,使焊縫中含有3%5%的鐵素體是有利的。