电子束焊工艺对304不锈钢焊缝的抗晶间腐蚀性能影响
发布时间:2018-05-04 14:09
作者:互联网
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不锈钢因为Cr、Ni等元素的加入,在表面形成一层比较致密的氧化膜,这种氧化膜在很多环境中都比较稳定,使得不锈
钢有很好的耐蚀性。304不锈钢是目前市场上使用最广泛的一种
奥氏体不锈钢,它有良好的耐蚀性、耐
热性及加工性能。但是304不锈钢在450~850℃的敏化区间容易发生晶间
腐蚀。比较常见的
金属材料的
焊接方法有
电阻焊、
摩擦焊、氩弧焊以及电子束焊等。其中电子束焊具有焊缝窄,热影响区相对较小,深宽比大,焊接能量
密度高及
工艺参数稳定、易
控制等优点。电子束焊已经被应用于对焊接工艺稳定性、加工精度以及表面完整性要求较高的航空、航天、
核能及国防工业中。国内对304不锈钢晶间腐蚀的研究有很多,但是对
核电站反应堆内304不锈钢焊缝晶间腐蚀的研究相对较少。据报道,有些超超临界
锅炉在试水压
阶段就发生过焊缝的晶间腐蚀。因此,研究304不锈钢焊缝的晶间腐蚀对
核电站的建设和发展具有重要的意义。上海核工程研究设计院研究人员对304不锈钢进行了电子束焊接,通过
金相和X射线衍射分析了焊缝的相与组织,通过极化曲线评价了304不锈钢电子束焊缝的腐蚀情况,通过电化学动电位再活化法定量评价了304不锈钢电子束焊缝的晶间腐蚀敏感性,为304不锈钢电子束焊接工艺的
改善提供了参考。焊接母材采用商用304不锈钢,焊接采用Φ2.0ER308L不锈钢
焊丝。304不锈钢及ER308L焊丝的化学成分采用SPECTROMAXxLMM16直读光谱仪测得,结果见表1。采用不填丝电子束焊对304不锈钢进行焊接。表1 304不锈钢及ER308L焊丝的化学成分(%)
材料 | C | Mn | Si | P | S | Ni | Cr |
304不锈钢 | 0.050 | 1.80 | 0.26 | 0.018 | 0.002 | 9.36 | 19.60 |
ER308L | 0.158 | 1.70 | 0.42 | 0.010 | 0.001 | 9.80 | 19.88 |
试验结果表明: (1)采用3种不同的电子束焊工艺焊接的304不锈钢焊缝为铸态组织,组织形态为胞状枝晶,有沿
晶界成网状分布的晶界腐蚀沟。添加熔入性焊丝的焊缝的晶粒尺寸最小,且
碳化
铬析出量最少。 (2)从极化曲线中可以看出,减小热输入和添加熔入性焊丝都能提高电子束焊缝的耐蚀性,且添加熔入性焊丝的焊缝耐蚀性最好。 (3)添加熔入性焊丝后,焊缝的敏化度显著降低,晶间腐蚀减弱。减小真空电子束焊的热输入量也能够降低焊缝的敏化度,但是效果不如添加融入性焊丝的效果显著。(余冶)
备注:数据仅供参考,不作为投资依据。