304不銹鋼管具有良好的冷、熱加工性能,可采用通用的各種冷、熱加工工藝生產(chǎn)304管,它不僅具有耐腐蝕優(yōu)點,低溫下也能保持較好的塑韌性且由于含較高的Cr、Ni等合金元素,用于較高溫度下也有一定的抗氧化性和強度。然而其導熱系數(shù)小、線脹系數(shù)大等導致焊接時存在殘余應力,在相同或者不同金屬材質(zhì)中進行焊接銜接時,就容易出現(xiàn)問題了,我們來看看304不銹鋼管焊接時容易出現(xiàn)什么問題:
腐蝕性
304管材腐蝕主要包括晶間腐蝕和應力腐蝕,其中晶間腐蝕是焊接接頭在特定的腐蝕介質(zhì)中沿晶粒邊界發(fā)生的腐蝕現(xiàn)象,一般認為其腐蝕機理是貧鉻理論。
焊縫及熱影響敏化區(qū)這兩個部位最易出現(xiàn)品間腐蝕,遭受晶間腐蝕的接頭由于晶粒間已失去聯(lián)系,在受到應力時幾乎完全喪失強度,往往造成不銹鋼焊接結構件的突然破壞,危害性極大。
應力腐蝕是在應力和腐蝕介質(zhì)共同作用下發(fā)生的低應力脆性開裂的現(xiàn)象。由于304不銹鋼管的熱脹系數(shù)高,焊后往往產(chǎn)生較大的殘余應力。
奧氏體不銹鋼對含有氯離子的溶液較敏感,一般易發(fā)生應力腐蝕,但專家模擬了奧氏體鋼在海水條件下的應力腐蝕,發(fā)現(xiàn)NaCl溶液的濃度在3.5%和26.5%下,對材料SCC敏感性無明顯影響。這可能是因為18-8不銹鋼制品管的應力腐蝕裂紋不僅與溶液中氯離子的濃度有關,還與其溶液中氧含量有關。
二、熱裂紋
一般材料的合金化程度越高,焊接時越容易產(chǎn)生熱裂紋,最常見的是焊縫凝固裂紋。304的熱導率小而線脹系數(shù)大,在焊接局部加熱及冷卻的條件下接頭易形成較大的拉應力,是熱裂紋產(chǎn)生的必要條件。
其次,304不銹鋼管焊接時易形成方向性很強的柱狀晶組織,并在凝固結晶后期由于硫、磷等雜質(zhì)形成的低熔點液態(tài)薄膜割裂了晶粒之間的聯(lián)系,冷卻收縮時增加了接頭的熱裂傾向。但304鋼管中少量鐵素體的存在對抑制熱裂紋的產(chǎn)生是有利的;因為鐵素體在焊縫中呈孤島狀,起到打亂結晶方向的作用,同時少量的鐵素體能溶解雜質(zhì)以減少偏析。
脆化
不銹鋼焊管接頭的脆化主要包括σ相析出脆化和低溫脆化。其中σ相脆化是指焊件在經(jīng)受一定時間的高溫加熱后在焊縫中析出脆性的σ相,導致整個接頭脆化及塑韌性降低的現(xiàn)象。低溫脆化是指焊縫組織中鐵素體δ相的存在惡化了材料的低溫韌性。
304不銹鋼管焊接時多多少少都會產(chǎn)生不同程度的腐蝕、熱裂紋和脆化現(xiàn)象。焊接是生產(chǎn)或者應用安裝過程中非常普遍的工藝,通過深入了解金屬組織的性能,盡可能地降低這種不好的現(xiàn)象。
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