文档介绍：不锈钢及耐热钢的焊接不锈钢是耐蚀和耐热高合金钢的统称。不锈钢通常含有 Cr(w Cr≥12% )、 Ni、 Mn 、 Mo 等元素,具有良好的耐腐蚀性、耐热性和较好的力学性能,适于制造要求耐腐蚀、抗氧化、耐高温和超低温的零部件和设备,应用十分广泛,其焊接具有特殊性。 不锈钢及耐热钢的分类及特性 不锈钢的基本定义不锈钢的定义不锈钢是指能耐空气、水、酸、碱、盐及其溶液和其他腐蚀介质腐蚀的,具有高度化学稳定性的合金钢的总称,对其含义有以下三种理解: (1) 原义型仅指在无污染的大气环境中能够不生锈的钢。(2****惯型指原义型含义不锈钢与能耐酸腐蚀的耐酸不锈钢的统称。(3) 广义型泛指耐蚀钢和耐热钢,统称为不锈钢我国目前所谓不锈钢是指****惯型含义。不锈钢及耐热钢的主要成分为 Cr和 Ni。 不锈钢及耐热钢的分类 (1) 铬不锈钢指 Cr的质量分数介于 12% ~30% 之间的不锈钢,其基本类型为 Cr13 型。(2) 铬镍不锈钢指 Cr的质量分数介于 12% ~30% , Ni 的质量分数介于 6% ~12% 和含其他少量元素的钢种,基本类型为 Cr18Ni9 钢。(3) 铬锰氮不锈钢属于节镍型奥氏体不锈钢,化学成分中部分镍被锰、氮替代,可减少镍的含量。氮作为固溶强化元素,可提高奥氏体不锈钢的强度而并不显著损害钢的塑性和韧性,同时提高钢的耐腐蚀性能,特别是耐局部腐蚀,如晶间腐蚀、点腐蚀和缝隙腐蚀等。这类钢种如 1Cr18Mn8Ni5N 、 1Cr18Mn6Ni5N 等。 ⑴不锈钢(指****惯型含义) 包括大气环境下及有浸蚀性化学介质中使用的钢,工作温度一般不超过 500 ℃,要求耐腐蚀,对强度要求不高。(2) 抗氧化钢在高温下具有抗氧化性能的钢,它对高温强度要求不高。工作温度可高达 900 ~ 1100 ℃。常用的钢有高 Cr钢(如 1Cr17 、 1Cr25Si2 )和 Cr-Ni 钢(如 2Cr25Ni20 、 2Cr25Ni20Si2 )。(3) 热强钢在高温下既要有抗氧化能力,又要具有一定的高温强度,工作温度可高达 600 ~800 ℃。广泛应用的是 Cr-Ni 钢,以 Cr12 为基的多元合金化高 Cr钢(如 1Cr12MoWV )也是重要的热强钢。 ,是应用最广泛的分类方法。⑴奥氏体钢是在高铬不锈钢中添加适当的镍(镍的质量分数为 8% ~25% )而形成的具有奥氏体组织的不锈钢。它是应用最广的一类,以高 Cr- Ni钢最为典型。(2) 铁素体钢显微组织为铁素体,铬的质量分数在 % ~% 范围。主要用作耐热钢(抗氧化钢),也用作耐蚀钢,如 1Cr17 、 1Cr25Si2 。铁素体钢以退火状态供货。(3) 马氏体钢显微组织为马氏体,这类钢中铬的质量分数为 % ~% 。 Cr13 系列最为典型,如 1Cr13 、 2Cr13 、 3Cr13 、 4Cr13 及 1Cr17Ni12 ,常用作不锈钢。热处理对马氏体钢力学性能影响很大,须根据要求规定供货状态,或者是退火态,或者是淬火回火态。(4) 铁素体-奥氏体双相钢钢中铁素体δ占60﹪~ 40﹪,奥氏体γ占40﹪~60﹪,故常称为双相不锈钢。这类钢具有极其优异的抗腐蚀性能。(5) 沉淀硬化钢经时效强化处理以形成析出硬化相的高强钢,主要用作高强度不锈钢。典型的有马氏体沉淀硬化钢,如 0Cr17Ni4Cu4Nb ,简称 17- 4PH ;半奥氏体(奥氏体+马氏体)沉淀硬化钢, 如 0Cr17Ni7Al ,简称 17-7PH 。所以,也常称这类钢为 PH 不锈钢( Precipitation Hardening Stainless Steels )。随着冶金技术的进步,上述五类钢种也得到较大发展,突出表现为陆续诞生超级奥氏体不锈钢、超级马氏体不锈钢、超级铁素体不锈钢、超级双相不锈钢以及马氏体时效不锈钢。 不锈钢及耐热钢的特性 ,如表 4-1 所示。组织状态同类的钢,其物理性能也基本相同。?一般地说,合金元素含量越多,热导率λ越小,而线膨胀系数α和电阻率μ越大。马氏体钢和铁素体钢的λ约为低碳钢的 1/2 ,其α与低碳钢大体相当。奥氏体钢的λ约为低碳钢的 1/3 ,其α则比低碳钢大 50% ,并随着温度的升高,线膨胀系数的数值也相应地提高。由于奥氏体不锈钢这些特殊的物理性能,在焊接过程中会引起较大的焊接变形,特别是在异种金属焊接时,由于这两种材料的热导率和线膨胀系数有很大差异,会产生很大的残余应力,成为焊接接头产生裂纹的主要原因之一。非奥氏体钢均显现磁性;奥氏