304不锈钢管不仅(jin)具(ju)有耐腐蚀优(you)点,低温下也能(neng)保持较好的塑韧性(xing)且由于含(han)较高的Cr、Ni等(deng)合金元素,用于较高温度下(xia)也有一定的抗(kang)氧化性和强(qiang)度(du)。然(ran)而其(qi)导热系数(shu)小、线胀系数大等导致(zhi)焊接时存在残余应力,在接头中产生腐蚀、热裂纹及析出脆化等(deng)现象。下面,一起来(lai)了解304不锈钢管的(de)焊接性能。
焊接性(xing)能(neng)是指同质(zhi)材料或异质材(cai)料在工艺条(tiao)件下,能(neng)够焊(han)接形成完整接头并满足预期使(shi)用要求的(de)能(neng)力。包括两个含义:一是结(jie)合性能,指材料(liao)在焊(han)接(jie)中形(xing)成焊(han)接缺陷(xian)的(de)敏感性;二是使用性能,指焊接接头在一定使用条件(jian)下可靠运行的能力。304不锈钢(gang)管具有良好的综合(he)性能,其焊接性主要取决于焊接热循环,硫、磷等杂质(zhi)及(ji)焊(han)缝中合金元素的含量。
1、焊接接头的腐蚀性 304管材腐蚀主要包括两种:晶间腐蚀和(he)应力腐蚀。其中晶间腐蚀是焊接接头在特定的(de)腐蚀介质(zhi)中沿晶粒边界发生的腐蚀现象(如图1a)。一般认为其腐蚀机理是贫铬理论。不锈(xiu)钢接头的焊缝及热(re)影响敏(min)化区这两个部位最易出现品间腐(fu)蚀,遭受晶间(jian)腐蚀的接头由于晶粒间已失去联(lian)系,在(zai)受(shou)到应力时几乎完全丧失强度(du),往往造(zao)成不锈钢焊接(jie)结构件的突然破坏,危害性极大。
应力腐蚀是接头在应力和腐蚀(shi)介质共同作用下发(fa)生的低应力脆性开(kai)裂的现象(如图1b)。由于304不锈钢焊管(guan)的热胀系数高,焊后往往产生较大的残余应力。奥氏体不锈钢对含有氯离子的溶液较敏感,一般易发生应力腐蚀,但专家模拟了奥氏体钢在海水条件(jian)下的应力腐蚀,发现NaCl溶液的浓度在3.5%和26.5%下,对材料SCC敏感性无明显影(ying)响。这可能是因为18-8不锈(xiu)钢制品管(guan)的应力腐蚀裂纹(wen)不仅与溶液中氯离子的浓(nong)度有关,还(hai)与其(qi)溶液中氧(yang)含(han)量有(you)关。
2、焊接(jie)接头的热裂纹 一般(ban)材料的合金化程度越高,焊接时越容易产生热裂纹。接(jie)头(tou)最常见的是焊缝(feng)凝固裂(lie)纹。304的热导率小而(er)线(xian)胀系数大,在焊接局部加热及冷却的(de)条件下接头易形成较大的拉应力(li),是热裂(lie)纹产生的必要条件。
其次,304不锈钢管焊接时易形(xing)成方(fang)向性很强的柱状晶组织,并(bing)在凝固(gu)结晶后期由于硫、磷等杂质形成的低熔点液态薄膜割(ge)裂了晶粒之间的联系,冷却收缩时(shi)增加了接头(tou)的热裂倾向。但304钢管中少量铁素体的存在对(dui)抑制热裂纹的(de)产(chan)生是有利的。因为铁素体在焊缝中呈孤(gu)岛状,起(qi)到打乱结晶方(fang)向的作用,同时少(shao)量的铁素体能溶解杂质以减少偏析。
3、焊接接头的脆化 不锈钢管接头的(de)脆化主要包括σ相析(xi)出脆(cui)化和低(di)温脆化。其中σ相脆化(hua)是指焊件(jian)在经(jing)受一定时间的高温加热后在焊缝中析出脆(cui)性(xing)的σ相(xiang),导致整个接头脆化及塑韧性降低的现象。低温脆化是(shi)指焊缝组织中铁素体δ相的存(cun)在恶(e)化了(le)材料的低温(wen)韧性。
故304不锈钢管焊缝组织应尽量为单一的γ相,避免出现δ相。但从抗热裂性出发,要求焊缝金属中含有一定量的(de)铁素体以形成γ+δ双相组织(δ相可以打乱单一的相柱状晶的方向性)。因此促进焊缝单相γ组织的获得,控制铁素体的(de)形(xing)成或减少δ相的析出对于改善接头的低温(wen)韧(ren)性有重要作用。对于高温工作的接头,抑制δ→σ或γ→σ的转变(bian)均可控制接头的σ相析出脆化。
以上就是304不锈钢管的焊接性能内容了。对于生产(chan)过程中,焊接是必须经过的生产处理工艺,因此对其焊接性能(neng)的必须有一定的(de)了(le)解,这对于(yu)一些304不锈(xiu)钢管的(de)焊接生产过程(cheng)会有一(yi)定的帮助。