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熱處理方法消除奧氏體不鏽鋼焊接殘餘應力

更新时间:2019-11-07 05:54人气:6702

由於奧氏體不鏽鋼(如304不鏽鋼)在高溫下的強度和低溫下的斷裂韌性和耐腐蝕性非常好,被廣泛利用於工程結構中.但奧氏體不鏽鋼具有較高的熱膨脹係數和低的熱傳導係數,在焊接過程中產生大量的收縮 、變形和殘餘應力.在焊接過程中,當焊接溫度冷卻到常溫時,殘餘應力以熱應力的形式殘留在焊接構件中 ,消除焊接結構中的殘餘應力一向是工程界關心的題目.

奧氏體不鏽鋼:在常溫下具有奧氏體組織的不鏽鋼 。鋼中含Cr約18%、Ni 8%~10%、C約0.1%時,具有穩定的奧氏體組織。奧氏體鉻鎳不鏽鋼包括著名的18Cr-8Ni鋼和在此基礎上增加Cr、Ni含量並加進Mo、Cu、Si、Nb、Ti等元素發展起來的高Cr-Ni係列鋼。奧氏體不鏽鋼無磁性而且具有高韌性和塑性,但強度較低,不可能通過相變使之強化,僅能通過冷加工進行強化。如加進S,Ca,Se,Te等元素,則具有良好的易切削性。此類鋼除耐氧化性酸介質腐蝕外,假如含有Mo 、Cu等元素還能耐硫酸、磷酸和甲酸、醋酸、尿素等的腐蝕。此類鋼中的含碳量若低於0.03%或含Ti、Ni,就可明顯進步其耐晶間腐蝕性能。高矽的奧氏體不鏽鋼濃硝酸肯有良好的耐蝕性 。由於奧氏體不鏽鋼具有全麵的和良好的綜合性能,在各行各業中獲得了廣泛的利用。   奧氏體型鋼   (1)1Cr17Mn6Ni15N;(2)1Cr18Mn8Ni5N;(3)1Cr18Ni9;(4)1Cr18Ni9Si3;(5)0Cr18Ni9;(6)00Cr19Ni10;(7)0Cr19Ni9N;(8)0Cr19Ni10NbN;(9)00Cr18Ni10N;(10)1Cr18Ni12;(11) 0Cr23Ni13;(12)0Cr25Ni20;(13) 0Cr17Ni12Mo2;(14) 00Cr17Ni14Mo2;(15) 0Cr17Ni12Mo2N;(16) 00Cr17Ni13Mo2N;(17) 1Cr18Ni12Mo2Ti;(18) 0Cr18Ni12Mo2Ti;(19) 1Cr18Ni12Mo3Ti;(20) 0Cr18Ni12Mo3Ti;(21) 0Cr18Ni12Mo2Cu2;(22) 00Cr18Ni14Mo2Cu2;(23) 0Cr19Ni13Mo3;(24) 00Cr19Ni13Mo3;(25) 0Cr18Ni16Mo5;(26) 1Cr18Ni9Ti;(27) 0Cr18Ni10Ti;(28) 0Cr18Ni11Nb;(29) 0Cr18Ni13Si4   1.概述  奧氏體不鏽鋼1913年在德國問世,在不鏽鋼中一向扮演著最首要的角色 ,其生產量和使用量約占不鏽鋼總產量及用量的70% 。鋼號也最多 ,當今我國常用奧氏體不鏽鋼的牌號就有40多個,最多見的就是18-8型。  定義 :常溫下具有奧氏體組織的不鏽鋼。  分類:Fe-Cr-Ni (主體)  Fe-Cr-Mn  國內外牌號對比:  GB(中國) ASTM(美國) JIS(日本) DIN(德國)  1Cr17Ni7 301 SUS301 X12CrNi177  1Cr18Ni9 302 SUS302 X12CrNi188  1Cr18Ni10 303 SUS303 X12CrNiS188  0Cr18Ni9 304 SUS304 X5CrNi189  0Cr19i10 304L SUS304L X2CrNi189  0Cr17Ni12Mo2 316 SUS316 X5CrNiMo1810  00Cr17Ni14Mo2 316L SUS316L X2CrNiMo1810  0Cr18Ni10Ti 321 SUS321 X10CrNiTi189  0Cr19Ni13Mo3 317 SUS317 X2CrNiMo1816  2. 奧氏體不鏽鋼的成分  在18-8型不鏽鋼的成分基礎上演變,首要有以下幾方麵的首要發展:  1) 加Mo改善點蝕和耐縫隙腐蝕  2) 降C或加Ti、Nb,減少晶間腐蝕傾向  3) 加Ni和Cr改善高溫抗氧化性和強度  4) 加Ni改善抗應力腐蝕性能.轉自"我要不鏽鋼"  5) 加S、Se改善切削性和構件表麵精度.  奧氏體不鏽鋼成分係統圖  3. 奧氏體不鏽鋼的組織  3.1鐵素體相的形成  3.1.1鐵素體相對奧氏體不鏽鋼性能的影響  F相的出現一般都對奧氏體不鏽鋼的性能帶來不利的影響:如使熱加工產生裂紋的傾向性增大;鋼的耐點蝕性下降,在諸多腐蝕環境(如尿素生產)中耐蝕性劣化;在高溫下加長時間加熱時,F相會改變為σ相使鋼變脆等等。  3.1.2鐵素體相的形成與含量的粗略判定  含量的粗略判定:  Creq=%Cr+1.5×%Si+%Mo,Nieq=%Ni+30×(%C+%N)+0.5×%Mn  3.1.3鐵素體相的消除  根本的辦法是進步鋼中奧氏體形成元素的含量。Ni是首選的元素,但是從經濟的角度出發,Mn和N也受到人們的重視。特別是N ,其抑製鐵素體形成的能力為Ni的30倍,同時又有改善耐蝕性和進步強度的感化.通過對焊接殘餘應力產生的姆理和焊接參數對焊接殘餘應力的影響進行分析,並綜合考慮加工結構特點,確定采用焊後熱處理的方法來消除某防護門關鍵部件中的焊接殘餘應力,並取得了良好的結果. 焊後熱處理消除焊接殘餘應力方法可分為兩個過程,即加熱和保溫過程.在加熱過程中 ,焊接殘餘應力隨著材料屈服點的降低而降低,到達焊後熱處理的溫度後,殘餘應力被減弱到材料在此溫度的屈服點以下.在保溫過程中,由於蠕變現象(高溫鬆弛) 殘餘應力得以充分降低. 另外,在熱處理過程中,焊接區和熱影響區使材料硬化、脆性化的組織被軟化,形成了強度、韌性較好的退火組織,進步焊縫接頭材料的延展性和斷裂韌性.

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