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不銹鋼的焊縫組織圖

時(shí)間：2013-04-17 14:33:32 來(lái)源：作者：

不銹鋼焊縫中的鐵素體起著極其重要的作用，特別是奧氏體不銹鋼和鐵素體-奧氏體雙相不銹鋼的焊縫組織。奧氏體不銹鋼焊縫中，常常需要形成一定量的鐵素體(通常是4％～12％)以防止焊縫產(chǎn)生凝固裂紋。雙相鋼中的鐵素體對(duì)提高耐蝕性特別是耐應(yīng)力腐蝕破裂和耐孔蝕是至關(guān)重要的。而在雙相不銹鋼焊縫中又必須限制過(guò)多的鐵素體(>70％)．以保持焊縫金屬具有足夠需要的塑韌性和耐蝕性。因此在這兩種情況下，都要嚴(yán)格控制鐵素體量。而某些在低溫環(huán)境及特殊腐蝕介質(zhì)中使用的奧氏體鋼焊縫中的鐵素體要求盡量降低。現(xiàn)在已經(jīng)把焊接時(shí)快速冷卻形成的不銹鋼的焊縫組織與合金元素的鉻當(dāng)量(Creq)和鎳當(dāng)量(Nieq)值的關(guān)系圖：Schaeffler圖、Delong圖和WRC圖，用做不同情況下預(yù)言焊縫組織、設(shè)計(jì)焊材成分和根據(jù)焊縫化學(xué)成分分析結(jié)果評(píng)定焊縫質(zhì)量的重要依據(jù)。各組織圖的鉻、鎳當(dāng)量計(jì)算公式列于表1中。

表1 鉻、鎳當(dāng)量計(jì)算公式

Schaeffler圖

W(Cr)當(dāng)量=W(Cr)+W(Mo)+1.5W(Si)+0.5W(Nb)

W(Ni)當(dāng)量=W(Ni)+30W(C)+0.5W(Mn)

Delong圖

W(Cr)當(dāng)量=W(Cr)+W(Mo)+1.5W(Si)+0.5W(Nb)

W(Ni)當(dāng)量=W(Ni)+30W(C)+30W(N)+0.5W(Mn)

WRC圖

W(Cr)當(dāng)量=W(Cr)+W(Mo)+0.7W(Nb)

W(Ni)當(dāng)量=W(Ni)+30W(C)+20W(N)

Schaeffler圖(圖1)是最早的焊縫組織圖，它適用于常規(guī)的不銹鋼焊后自然狀態(tài)的焊縫，其精確度為±4％。

圖1 Schaeffler圖

Delong圖（圖2）是在Schaeffler圖的基礎(chǔ)上改進(jìn)的，此圖加入了奧氏體形成元素N2的作用，更適合于氣體保護(hù)焊及含氮或控氮不銹鋼的焊縫組織。Delong圖還進(jìn)一步改進(jìn)了估算鐵素體含量的精確度（2%），特別是對(duì)含有比正常氮含量高的熔敷金屬。Delong圖以鐵素體虛數(shù)（FN）表示焊縫的鐵素體量，F(xiàn)N最大到18FN，不能滿足不斷發(fā)展的要求特別是高鐵素體的雙相鋼及其焊縫組織的要求。

圖2 Delong圖

WRC(1992)圖(圖3)以鐵素體序數(shù)FN表示鐵素體含量，此圖是最新的估算鐵素體的組織圖．該圖已把FN擴(kuò)大到100FN(相當(dāng)80％的鐵素體)被認(rèn)為適合于判斷300系列奧氏體及雙柑不銹鋼焊縫組織中的鐵素體含量。Sehaeffler、Delong、WRC圖是歷年來(lái)根據(jù)焊縫金屬的奧氏體形成元素C、N、Mn、Ni，以及鐵素體形戚元素Cr、Mo、Si、Nb等對(duì)形成鐵素體的作用，計(jì)算鎳、鉻當(dāng)量，繪制相應(yīng)的組織圖，這些圖是在不同時(shí)期考慮了不同化學(xué)元素的影響繪制的，各有其特點(diǎn)，使用時(shí)應(yīng)加以注意。

圖3 WRC(1992)圖

在奧氏體及雙相不銹鋼焊接結(jié)構(gòu)中，焊縫中的鐵素體的控制，根據(jù)使用條件，大致有以下界限．以FIN表示：

1）要求無(wú)磁性的 ≤0.1FN

2）特別腐蝕要求的(如尿素級(jí)焊材)及使用于-150℃以下的環(huán)境 ≤0.5FN

3）一般使用，非穩(wěn)定化焊縫金屬-150～+150℃ 4～12FN

4）一般使用，穩(wěn)定化焊縫-150～+150℃ 6～15FN

5）在σ相形成溫度范圍，540～900℃ 3～8FN

6）鐵素體奧氏體雙相及超級(jí)雙相不銹鋼焊縫 30～70FN

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