半奥氏体沉淀硬化不锈钢的焊接特点

不锈钢知识
由于半奥氏体沉淀硬化不锈钢的塑性与韧性都不错,因为一般都是在退火状态焊接的。下面来讲下这种材料的焊接特点。当焊缝与母材成分相同,要求同材质焊接时,在焊接热循环的作用下,有可能会出现以下问题。

由于半奥氏体沉淀硬化不锈钢的塑性与韧性都不错,因为一般都是在退火状态焊接的。下面来讲下这种材料的焊接特点。当焊缝与母材成分相同,要求同材质焊接时,在焊接热循环的作用下,有可能会出现以下问题。

半奥氏体沉淀硬化不锈钢

半奥氏体沉淀硬化不锈钢卷

由于焊缝及近缝区加热温度远远大于周围温度,铁素体相比例会有所增加,铁素体含量过高就有可能会导致接头脆化。

在焊接高温区,碳化物尤其是铬的碳化物会大量溶进奥氏体固溶体,提升了固溶体中有效合金元素的含量,进而提高了奥氏体组织的稳定性,这减小了焊缝与近缝区的Ms点,使得奥氏体组织在低温下都很难转化成马氏体组织,导致焊接接头的强度很难和母材匹配起来。所以,必做使用合适的焊后热处理,以此来析出碳化物,减小合金元素的含量,促使奥氏体组织向马氏体组织转变,常用的办法就是焊接结构的整体复合热处理。

该热处理主要有下列几个方面。首先是焊后调整热处理,即746℃加热3小时后空冷。使铬的碳化物从固溶体中析出,提高Ms点,促进马氏体组织的转变;其次是低温退火,930℃加热1小时后水淬,使碳化物从固溶体中析出,能够极大提高Ms点;第三个就是冰冷处理,在低温退火的基础上,马上做冰冷处理,即在-73℃保持3小时左右,使得奥氏体组织近乎完全转变成为马氏体组织,随后再升温到室温环境。

当不要求同材质等强焊接时,可使用奥氏体焊接材料,焊缝和热影响区都不会有明显的裂纹敏感性。此类不锈钢可使用焊条电弧焊、钨极氩弧焊等焊接方法做焊接。

焊接材料选择和母材金属同样的材料当作填充金属,其目的是使焊接接头性能和母材组织差不多。不过目前还没有研发出和母材金属成分相当的焊条材料,因此如果要求焊缝金属成分和母材金属成分相同时,就不可以使用焊条电弧焊工艺进行焊接。