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2205雙相不銹鋼管S31803的焊接性研究

來源:無錫森淼特鋼 發布時間: 2014/9/24 8:30:00 【返回上一步】
本頁關鍵詞:2205雙相不銹鋼管

2205雙相不銹鋼管S31803的焊接性研究

        雙相不銹鋼一般分為四種類型:Cr18型、Cr21型、Cr25型及含25%~26%的超級雙相不銹鋼.S31803是標準的雙相不銹鋼,屬于Cr21型,占雙相不銹鋼總量的80%以上。在生產中S31803應用很廣,尤其是在操作介質為辛酸、氮氣、苯乙酮的設備中應用很多,這些介質具有中高度毒性和爆炸危險性,且設備的工作溫度一般較高,接近200℃,所以對焊縫的要求很高。基于S31803在生產中應用很廣且接觸的介質使用條件惡劣,所以選擇S31803作為焊接母材來研究其焊接性具有廣泛的實踐意義。

  S31803的成分特點:C質量分數在0.02%~0.03%之間,屬于超低碳;Cr質量分數在23%~26%之間,屬于高Cr質量分數;其組織特點:兩相(奧氏體、鐵素體)各約占50%;性能特點:由于兼備了超低碳、室溫為鐵素體和奧氏體的雙相組織、Cr含量高以及添加了Mo、N等元素的特點,使其具有更高的耐應力腐蝕、耐縫隙腐蝕、耐Cl-點腐蝕、耐晶間腐蝕、耐高速泥沙沖刷等能力,具有較高的力學性能、較低的熱膨脹性能、較好的可焊性和較低的使用成本等優點。

  焊接過程中,雙相不銹鋼在熱循環的作用下,焊縫金屬盒熱影響區的組織發生了一系列的變化。在高溫下,雙相不銹鋼的金相組織全部由鐵素體組成,奧氏體則是在冷卻過程中析出的。S31803焊接過程中應該注意以下三方面問題:

  (1)焊接裂紋。S31803的Creq/Nieq較高,Cr的含量達23%,Ni的含量達6.5%,即雙相不銹鋼S31803的Creq/Nieq=3.54,故S31803的焊縫屬于鐵素體凝固區,對凝固裂紋有一定敏感性。因此,在焊接過程中要采用合適的焊接材料、焊接方法和控制焊接工藝參數,才能使焊縫具有很好的抗凝固裂紋能力。冷裂紋與材料對氫致延遲裂紋敏感性有關,但如果焊接材料選用正確,可以避免冷裂紋的出現。

  (2)熱影響區脆化。焊接過程中在焊接熱循環作用下,焊縫熱影響區處于快冷非平衡狀態,冷卻后總是保留更多的鐵素體,從而增大了腐蝕傾向和氫致裂紋敏感性。所以S31803焊接的主要問題在熱影響區,熱影響區的問題主要在于耐蝕性能的損失、韌性損失和后焊接裂紋問題。為了避免這些問題,焊接工藝應考慮減少材料處在紅熱溫度范圍的時間。

  (3)氣孔敏感性。氣孔的形成取決于焊接參數和合金成分。為防止產生氣孔,降低氣孔敏感性,在焊接過程中要控制焊縫含氮量,加強對焊縫的保護和提高焊渣的透氣性。
 


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