珠光體鋼與奧氏體鋼的焊接性怎樣?

發(fā)布時(shí)間: 2019-11-06作者：baile100瀏覽量：

珠光體鋼與奧氏體鋼的焊接性怎樣?

答：由于兩種鋼在化學(xué)成分，金相組織及力學(xué)性能方面差異很大，在焊接時(shí)必然會(huì)引起一系列的特殊困難，為保證焊接質(zhì)量，必須考慮如下幾點(diǎn)：

(1)焊縫金屬的稀釋通常可認(rèn)為焊縫金屬大體上是攪拌均勻的，選擇焊接材料時(shí)可以根據(jù)舍夫勒焊縫組織圖按

熔合比計(jì)算，如圖7-3所示。由于有珠光體母材的稀釋作用，18-8型(A102)焊接材料不可能滿足要求，它在圖7-3的c點(diǎn)，屬奧氏體+馬氏體組織。使接頭性能惡化。25-20型(A407)焊接材料又可能因?qū)儆趩蜗鄪W氏體組織而容易產(chǎn)生熱裂紋，如圖7-3的e點(diǎn)。比較之下還是采用25-13型(A307)焊接材料比較合適，它的焊縫組織是奧氏體+鐵素體。
上述焊縫的熔合比，一般常為母材金屬的30%~40%。

(2)過渡層的形成在熔池邊緣部位，由于攪拌作用不足，母材的稀釋作用比焊縫中心突出，鉻、鎳含量會(huì)遠(yuǎn)低于焊縫中的平均值，這樣在兩母材的熔合區(qū)邊緣就形成了過。在異種鋼的焊接中，出現(xiàn)過渡層是不可避免的，但可通過一定的工藝措施，如提高焊縫中奧氏體形成元素鎳含量和控制高溫停留時(shí)間等使過渡層寬度減小。選用奧氏體化能力很強(qiáng)的焊接材料，尤其是鎳基合金，可減小過渡層的影響。提高鎳含量還可防止熔合區(qū)內(nèi)的碳遷移。

采用含鎳量不同的焊接材料是目前改善異種鋼熔合區(qū)質(zhì) 量的主要措施，為多種異種鋼接頭具有奧氏體型焊縫。 (3)碳遷移形成的擴(kuò)散層該異種鋼接頭在焊接熱處理或在長(zhǎng)期使用過程中，在珠光體鋼與奧氏體鋼熔合線界面附近產(chǎn)生反應(yīng)擴(kuò)散使碳遷移，結(jié)果在珠光體鋼一側(cè)形成脫碳層，奧氏體鋼一側(cè)形成增碳層。由于兩側(cè)性能相差懸殊，接頭受力時(shí)可能引起應(yīng)力與應(yīng)變集中，降低接頭的高溫持久強(qiáng)度和塑性。

為解決碳遷移問題，可采取如下措施：盡量加快加熱速度并縮短高溫停留時(shí)間；在珠光體鋼中增加碳化物形成元素如 Cr、Mo、V、Ti等，而在奧氏體鋼中減少這些元素；提高奧氏體焊縫的含鎳量，利用其石墨化作用阻礙形成碳化物，縮小擴(kuò)散層。

(4)接頭殘余應(yīng)力除焊接時(shí)因局部加熱而引起焊接應(yīng)力外，還由于珠光體鋼與奧氏體鋼線膨脹系數(shù)不同及奧氏體鋼的導(dǎo)熱性差，導(dǎo)致焊后冷卻時(shí)收縮量的差異，必然使兩異種鋼界面產(chǎn)生另一性質(zhì)的殘余應(yīng)力。異種鋼焊接的這種殘余應(yīng)力是不可能通過熱處理方法來消除的。若這種接頭在交變溫度下工作就必然會(huì)產(chǎn)生交變應(yīng)力，導(dǎo)致可能發(fā)生疲勞破壞。為減少這種殘余應(yīng)力，最好選用與珠光體鋼線膨脹系數(shù)。

相近且塑性好的焊接材料，使殘余應(yīng)力集中于焊縫與奧氏體鋼一側(cè)，因?yàn)閵W氏體鋼的塑性變形能力強(qiáng)，能夠承受較大的應(yīng) 變，如選用Crl5Ni70型鎳基材料作為填充材料。

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