不锈钢是重要的耐腐蚀材料之一。其高含量的铬和其他合金元素,加上碳钢的结构性能,使其成为许多工程中非常有用的材料。然而,并不是所有的不锈钢都是容易焊接的,可以说有些不锈钢品种根本无法焊接。因此,为了帮助,这篇文章将突出一些最好的等级焊接不锈钢。
奥氏体不锈钢
奥氏体不锈钢可以使用多种不同的焊接工艺焊接在一起。有些焊接比其他焊接更可取,如304、308、316、321和347,这些都是可焊接的奥氏体级。
但是,应该指出,由于碳含量相对较高,这些等级可能会受到晶间腐蚀。当不锈钢中的铬与碳结合而不是形成保护氧化铬层时,就会发生晶间腐蚀。随着时间的推移,这些铬碳化物会使焊缝周围的区域受到腐蚀。
为了防止晶间腐蚀的危险,304、308和316合金也以低碳形式提供。这是由“L”后缀指定的,例如304 L。这些级别的碳含量越低,铬就能形成保护性的氧化铬层,而不是被碳原子束缚。其他选择包括321或347等稳定的等级。这意味着添加了钛或铌,这样碳就能在与铬结合之前与之结合。这两种防止晶间腐蚀的形式允许奥氏体不锈钢焊接,从而降低焊接或热影响区域失效的风险。
铁素体不锈钢
一般来说,铁素体不锈钢是最容易焊接的不锈钢。虽然铁素体等级仍然含有铬和其他合金元素,但与奥氏体不锈钢相比,这些元素的减少使铁素体不锈钢更容易焊接。由于铁素体不锈钢中铬含量较低,晶间腐蚀不是什么大问题。这意味着,与使用奥氏体等级的应用相比,保持耐腐蚀性很可能不会引起高度关注。
合金元素含量的降低也降低了焊接过程中出现热裂纹的风险。如果在焊接过程中使用过量的热输入,铁素体不锈钢在热影响区会受到晶粒的过度长大。如果发生这种情况,就会出现韧性和延展性的损失。铁素体不锈钢如407和430是铁素体不锈钢焊接应用的最佳选择。
马氏体不锈钢
马氏体不锈钢由于含碳量较高,比铁素体或奥氏体更难焊接。随着碳含量的增加,在不锈钢中发现的其他合金元素增加了脆性组织形成的机会。这会导致焊接开裂。为了防止开裂,必须采取几点预防措施。从焊接过程中带入焊缝的氢必须保持在最低限度,以减少氢开裂的风险。此外,还应采用预热和焊后热处理,以减少焊接接头和热影响区的脆性。
马氏体级,如403,410和420是在进行适当的热处理和选择合适的填充金属时可以焊接的几个等级。然而,有马氏体级不锈钢可用,认为几乎不可能焊接。在选择马氏体不锈钢用于焊接时,应注意避免出现这种情况。
其他类型的不锈钢
双相不锈钢是部分奥氏体和部分铁素体成分。为了实现这种混合组成,使用复杂的化学成分。与其他不锈钢相比,它们的镍含量一般较低,铬含量也较高。它们可以焊接,但不同的填充金属必须用于不同类型的双相不锈钢。例如,2205级需要与2209级的填充金属焊接。
沉淀硬化不锈钢的大部分强度和硬度来自于阻止不锈钢组织中位错的金属间析出物。这些析出物是由一种特殊的热处理形式形成的。当焊接热作用于这些材料时,会破坏沉淀硬化不锈钢的原有力学性能。这些材料必须按照材料制造商的指导方针在焊接后再进行热处理。通常焊接的沉淀硬化不锈钢包括17-4PH和17-7PH。重要的是选择正确的填充金属所有不锈钢,包括这些等级。
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