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1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢管焊接接头晶间腐蚀及防治措施
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1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢管焊接接头晶间腐蚀及防治措施

作者:小编    发布时间:2021-07-20 08:34:44     浏览次数 :


1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢管具有良好的耐腐蚀性能,因此主要用于腐蚀性酸、碱、盐等介质。然而,由于晶间缺铬引起的晶间腐蚀是这种不锈钢管焊接接头的主要失效形式。

晶间腐蚀是一种选择性腐蚀损伤,其根源是晶粒表面与内部铬含量的差异,以及晶间杂质或内应力的差异。减少晶间铬耗竭,降低晶间腐蚀倾向的方法是焊接1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢管。这是一个紧迫的技术问题,特别是对于厚壁工件。

1、晶间腐蚀机理

对于1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢管的焊接接头,焊缝、熔合区和热影响区发生晶间腐蚀,晶间铬耗竭是根本原因。在常温下,奥氏体不锈钢管的碳溶解度很小,约为0.02%0.03%,当加入大量合金元素时,实际含碳量比较高,碳原子溶解在奥氏体中。它是晶体的过饱和形式。焊接高热输入1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢管时,熔池中的金属液凝固速度慢,液体停留时间长,凝固晶粒的晶界由晶格变形等晶体缺陷引起。晶界处有碳原子,地方的快速扩散提供了有利条件。当碳原子到达晶界时,会消耗大量的铬原子,形成含铬的高碳不稳定碳化物,使晶界附近的铬原子含量急剧减少,而晶粒内部的铬原子则到达晶界由于扩散力不足,无法补充丢失的铬原子并形成晶间腐蚀敏感区域。当在450~850增加/减少加热时,由于铬的贫化,晶界显着降低了抗晶间腐蚀的能力。工件在使用过程中,在外界腐蚀介质和应力的协同作用下,在材料内部形成腐蚀原电池,发生晶间腐蚀,降低工件的使用寿命。

二、注意事项

对于1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢管的焊接接头,根据晶间贫铬理论,主要通过以下两种方法改善焊缝区的晶间腐蚀:

通过控制焊缝化学成分改善显微组织,采用含Cr、Nb等高于母材元素的不锈钢管焊丝,银趋于降低晶间铬贫化程度,同时提高Creq/Nieq 值以获得含有分散铁素体(4% 至12%)的双相结构。奥氏体柱状晶取向扰动此外,铁素体中富含Cr,可为奥氏体提供Cr,提高焊接能力,抵抗晶间腐蚀。

焊接工艺调整

改进焊接方法,优化焊接参数,在保证焊接质量的前提下,尽可能减少焊接热输入,减小热影响过热区的范围,提高液态金属的凝固速度,缩短焊接时间。高温居所。通过减少时间和晶界铬消耗来提高焊缝的耐腐蚀性。然而,传统的熔焊方法由于相对较大的接头坡口间距和较高的热输入,在防止晶间腐蚀方面效果不佳。

热影响区(HAZ)是母材和熔池之间的过渡区,通过焊接热循环加热到略低于固相线的温度,其中只有一部分母材具有结构和性能。在焊接过程中,这部分母材的奥氏体晶界不能及时补充足够的铬等合金元素,造成元素损耗,形成晶间腐蚀敏感区。特别是在受到外应力和腐蚀介质的共同作用时,其耐蚀性远低于母材和焊缝其余部分。

在实际应用中,为降低1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢管焊接接头热影响区的晶间腐蚀程度,一般采用低热输入的窄间隙焊接,加快熔池冷却速度,以尽量减少晶粒粗化和缩短,并且热影响区的响应加热时间减少了C和Cr原子在晶界的析出,从而提高了抗晶间腐蚀能力。显然,常规窄间隙焊接受多种因素限制,其降低热输入的能力极为有限,无法从根本上改善厚壁奥氏体不锈钢管焊接接头的晶间腐蚀问题。


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