304不锈钢管不仅具有耐腐蚀优(you)点,低温下(xia)也能保持较好的塑韧性且由(you)于含较高的Cr、Ni等合金(jin)元(yuan)素(su),用于较高温(wen)度下也有一定的抗氧化性和强度。然而其导热系数小、线胀系数大等(deng)导致焊接(jie)时存在残余应力,在接头中产生腐蚀、热裂纹及析出(chu)脆化等现象(xiang)。下面,一起来了解304不锈钢(gang)管的焊(han)接(jie)性能。
焊接性能是指同质材料(liao)或异质材料在工艺条件下,能够焊接形(xing)成完整接头并满足预期使用要求的能力。包括(kuo)两个含义:一是结合性能,指材料在焊接中形(xing)成焊接缺陷的敏感性;二是使用性能,指焊接接头在一定使用条件下可靠运行的能力。304不锈钢管(guan)具有良好的综合性能(neng),其焊接性主要取(qu)决于焊接热循环,硫、磷等杂质及焊缝中合金元素的含量。
1、焊接接头的腐蚀(shi)性 304管材腐蚀主要包括两种:晶间腐蚀和(he)应力腐蚀。其中晶(jing)间腐蚀是焊接接头在特定(ding)的腐蚀(shi)介质中沿晶粒边界发生的腐(fu)蚀(shi)现(xian)象(如图1a)。一般认为其腐蚀(shi)机理是贫铬理论。不锈钢接头的焊缝及热影响敏化区这两个部位最易出现品间腐蚀(shi),遭受晶间腐蚀的接头由于晶粒间已失去(qu)联系(xi),在受到应力时几乎完全丧失强度,往往造成不锈钢焊(han)接结构件的突然破坏,危害性(xing)极大。
应力腐蚀是接头在应力和腐蚀介质(zhi)共同(tong)作用下(xia)发(fa)生的低应力脆性开(kai)裂的现象(如图1b)。由于304不(bu)锈(xiu)钢焊管的热胀系数高,焊(han)后往往产生较大的残余(yu)应力。奥氏(shi)体不(bu)锈钢对含有氯离子的溶液较敏感(gan),一般(ban)易发生应力腐蚀,但专家模(mo)拟了奥氏(shi)体钢在海水条件下的应力腐(fu)蚀,发现NaCl溶液的浓度在3.5%和26.5%下,对(dui)材料SCC敏感性无明显影响。这可能是(shi)因为18-8不锈钢制品管的应力(li)腐蚀裂纹不仅与(yu)溶液中氯(lv)离子的(de)浓度有关,还与其溶液中(zhong)氧(yang)含(han)量有(you)关。
2、焊接接头的热裂纹 一般材(cai)料的合金(jin)化(hua)程度越高,焊接时越容(rong)易产生热(re)裂纹(wen)。接头最常见的是焊缝凝固裂纹。304的(de)热导率小而线胀系数大,在焊接局部加热及(ji)冷却(que)的条件下接头易形成(cheng)较大的拉应力,是热裂纹产生的必要条件。
其次,304不锈钢管焊接时易形成方向性很强的(de)柱状晶组织(zhi),并在凝固结晶后期由于硫、磷(lin)等杂质形成的低熔点液态薄膜割裂了晶粒之间的联系(xi),冷却收缩时增加了(le)接头的热裂(lie)倾向。但304钢管中少量铁素(su)体的(de)存在对抑制热裂纹的产生是有利的。因(yin)为铁素(su)体在焊缝中呈孤岛状,起到打乱结晶方向的作用,同时少量的铁素体(ti)能溶解杂质以减少偏(pian)析。
3、焊接接头的脆化 不锈钢管接(jie)头的脆化主要包(bao)括σ相(xiang)析出脆化(hua)和低温脆(cui)化。其中σ相脆化是指焊件在(zai)经受一定时间的高温加热后在焊(han)缝中析(xi)出脆性的σ相,导致(zhi)整个接头脆化及塑韧性降低的现象(xiang)。低温脆化是指焊缝组织中铁素体δ相的存在恶(e)化了材(cai)料(liao)的低温韧(ren)性(xing)。
故304不锈钢管焊缝(feng)组织应尽(jin)量为单一的γ相,避免出现δ相。但从(cong)抗热裂性出发,要求焊缝金属中含有一定量的(de)铁素体以形成(cheng)γ+δ双相组织(δ相可以打乱单一的相柱(zhu)状晶的方向性)。因此促(cu)进焊缝单相γ组织的获得,控制铁素体(ti)的形成或减少δ相的析出对于改(gai)善接头的低温韧性有重要作用。对于(yu)高温工作的(de)接头,抑制δ→σ或γ→σ的转变均可控制接(jie)头的σ相析出脆化。
以上就(jiu)是(shi)304不锈钢管的焊接性能内容了。对(dui)于生产过程中(zhong),焊接(jie)是必须经过的生产处理工艺,因此对其焊接性能的必须有一定的了解(jie),这对于(yu)一些304不(bu)锈钢管的焊接生(sheng)产过程会有一定的帮助(zhu)。