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铁素体钢中铁素体形成元素铬的含量很高,有些钢中还加入了一些其它铁素体形成元素,如铝、钼和硅等,因此,大多数钢在高温下完全失去了转变成奥氏体的可能性。这种钢没有淬硬性,总的来说,焊接性比马氏体钢好,但通常比奥氏体钢差。普通铁素体钢焊接时主要有以下两方面问题:
1、焊接接头脆化问题
主要有三种方式:
(1)高温过热引起的脆化 铁素体钢焊和热影响区中的过热区的晶粒粗化倾向比较大。当接头严重过热时,晶粒剧烈地长大,使常温下的冲击韧度显著地降低,而且,如果焊接内应力比较大,还容易产生裂纹。这种脆化无法用焊后热处理来改善。过热脆化的主要原因与这种钢没有重结晶过程相关。
(2)475℃脆化 铁素体钢由于含铬量很高, 475℃脆化问题比较突出。在热影响区被加热到350℃~550℃的部位很容易产生475℃脆化,因此应尽量缩短在这个温度区停留的时间,同时,在预热、焊后热处理时都应避开这个温度范围。
(3)σ相脆化 这也是铁素体钢焊接时比较突出的问题,在焊接接头被加热到520~820℃ 的部位和当焊接接头整体在520~820℃的范围内加热时,都容易产生σ相脆化。
2、焊接接头晶间腐蚀问题
铁素体钢比奥氏体钢有更大的晶间腐蚀敏感度,腐蚀部位在热影响区中被加热至925℃到熔合线之间。铁素体钢一般是退火状态供货,金相组织是铁素体加少量碳化物和少量金属间化合物,此时,碳化物分布比较均匀。焊接时,当金属被加热到925℃以上时,碳化物溶解到铁素体中。在随后冷却时,由于碳在铁素体中的溶解度下降,碳要从铁素体中析出,而碳在铁素体中的扩散速度大,因此能扩散到晶界与铬形成碳化铬。而铬在铁素体中的扩散速度相对较慢,不能及时向晶界补充自由态的铬,因而在晶界会造成贫铬,使晶间的耐蚀性大大下降。但是这种腐蚀倾向在经过650~815℃短时加热而使铬加速向晶界扩散后可消失。
当铁素体含铬量高,或加入一些能固定碳的元素时,可提高抗晶间腐蚀的能力。
下一期聊一聊铁素体钢的焊接,记得关注!
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