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不锈钢焊接头的晶间腐蚀

不锈钢设备在制造过程中,焊接工艺通常是不可避免的,但它在焊接时,相当于对焊接热影响区的母材再进行一次加热,冷却过程中会存在奥氏体不锈钢发生的晶间腐蚀的敏化温度区间,所以在熔合线附近会引起碳化物的析出,导致严重的晶间腐蚀。根据钢的种类、腐蚀部位及形貌,可将焊接接头的晶间腐蚀分为焊缝腐蚀和刀线腐蚀。

1.焊缝腐蚀

经过固溶处理的奥氏体不锈钢,经受焊接后,在使用过程中,在母材板上离焊缝有一定距离的两条带上(以焊缝为对称线)的晶间腐蚀称为焊缝腐蚀。

焊缝腐蚀是由于这两条带上经受了敏化加热的缘故,即该处金属有一段时间处于敏化温度范围之内,从而引起铬的碳化物析出,发生晶间腐蚀。

2.刀线腐蚀

加有Ti、Nb并进行稳定化处理的奥氏体不锈钢在焊接后,在临近焊缝的金属窄带上会遭受晶间腐蚀,它是不锈钢焊接部分晶间腐蚀的一种形态,由于它的外形如刀口,故称为刀线腐蚀。

刀线腐蚀是由于焊接时,临近焊缝处与熔融金属相接触,温度高达950~1400℃,钢中的碳化物(M 23 、TiC及NbC)全部溶解,在二次加热时(如双面焊接、焊接后消除应力退火),碳化物又沿晶界析出造成的。

刀线腐蚀和焊缝腐蚀相似,都是由于晶间腐蚀引起的,并都与焊接有关。二者的不同在于:刀线腐蚀发生在紧邻焊缝的母材的窄带内,而焊缝腐蚀区通常是在母材板上离焊缝有一定距离的一条带上;刀线腐蚀发生于稳定化处理的不锈钢中,焊缝腐蚀发生于经固溶处理的不锈钢中,金属的热经历不同。

避免刀线腐蚀的方法是对焊接后的整个结构加热到约1060℃,使碳化铬溶解,从而析出碳化铌或碳化钛。

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