奥氏体不锈钢的分类及其焊缝的晶间腐蚀.pptx

奥氏体不锈钢的分类及其焊缝的晶间腐蚀 主讲人：宋丽平 陕西工业职业技术学院 材料成型与控制技术专业群 Professional Group of Material Shaping and Control Technology 金属材料焊接 奥氏体不锈钢：是不锈钢中最重要的钢种，生产量和使用量约占不锈钢总产量及用量的70%，该类钢是一种十分优良的材料，有极好的抗腐蚀性和生物相容性。 根据其元素Cr、Ni的含量不同，可分为如下三类： 类型 主要牌号 18-8型奥氏体不锈钢 12Cr18Ni9、06Cr18Ni10、07Cr19Ni11Ti、06Cr18Ni11Nb、022Cr19Ni10 18-12Mo型奥氏体不锈钢 06Cr17Ni12Mo2、06Cr17Ni12Mo2Ti等 25-20型奥氏体不锈钢 06Cr25Ni20等 点蚀 应力腐蚀 晶间腐蚀 多层多道焊时，前面已焊焊缝处于敏化温度区时，会产生贫铬。使用时接触腐蚀介质，就会发生晶间腐蚀。 由于焊接热循环的加热速度和冷却速度都非常快，因此焊接热影响区的敏化温度区略高于热处理敏化温度区，在600~1000℃范围内。 使用时，在一定的腐蚀介质作用下，将从表面开始产生晶间腐蚀，直至形成刀状腐蚀的破坏，简称“刀蚀”。 焊缝的晶间腐蚀 产生原因 这类钢加热到450～850℃温度区间会发生敏化。 机理 过饱和固溶的碳向晶粒边界扩散，与晶界附近的铬结合形成铬的碳化物Cr23C6或（Fe,Cr）C6(常写成M23C6)，并在晶界析出，由于碳比铬的扩散快得多，铬来不及从晶内补充到晶界附近，以至于邻近晶界的晶粒周边层wCr低于12%，即所谓“贫铬”。 奥氏体不锈钢在加热到400~800℃时，对晶间腐蚀最为敏感，此温度区间称敏化温度区。 当温度低于400℃时，碳原子的活动能力很弱，Cr23C6析出困难而不会形成贫铬层； 当温度高于800℃时，晶粒内部的铬获得了足够的动能，扩散到晶界，从而使已形成的贫铬区消失。 奥氏体不锈钢在加热到400~800℃时，对晶间腐蚀最为敏感，此温度区间称敏化温度区。 当温度在400-800℃之间，既有利于Cr23C6的析出，晶内的铬原子又不能扩散到晶界，最容易形成贫铬层，对晶间腐蚀也最敏感。 如果在400～800℃温度区间加热足够长的时间，晶内的铬原子也可以扩散到晶界使贫铬层消失。 防止晶间腐蚀的途径： 通过焊接材料，使焊缝金属成为超低碳，或者含有足够的稳定化元素Nb（因Ti不易过渡到焊缝中而不采用Ti），一般希望WNb≈1％。 调整焊缝成分以获得一定数量的铁素体（δ）相。 铁素体相的作用： 可打乱单一γ相柱状晶的方向性，不致形成连续贫Cr层。 δ相富Cr，有良好的供Cr条件，可减少γ晶粒形成贫Cr层。 适当提高铁素体化元素的含量，或者提高Creq/Nieq的比值，才能提高δ相的比例。 注： Creq为铬当量，是把每一铁素体化元素，按其铁素体化的强烈程度折合成相当若干铬元素后的总和。 Nieq为镍当量，是把每一奥氏体化元素折合成相当若干镍元素后的总和。 总结 晶间腐蚀的成因，就是贫铬理论。 防止措施主要从两方面入手： 尽量使用超低碳或者含有足够Nb的焊接材料； 调整焊缝成分以获得一定数量的铁素体（δ）相。 总结 思考题 在防止焊缝晶间腐蚀时，可以用足够的稳定化元素Nb，但通常却不使用Ti，为什么？ 谢谢大家 主讲人：宋丽平