什么是異種鋼接頭過渡層馬氏體帶 ?
在異種鋼焊接中,珠光體鋼(碳鋼、低合金鋼)與不銹鋼焊接(主要是奧氏體不銹鋼)為普通,這種異種鋼焊接的焊縫金屬一般是奧氏體。在焊接熔池邊緣,液態(tài)金屬溫度較低,動性較差,而且金屬液態(tài)停留時間較短,所受到的機械力攪拌作用也較弱,熔化的母材與充金屬就不能充分地混合,在這一部分焊縫金屬中母材金屬所占的比例較大,而且越靠近合線母材所占的比例越大,其化學成分與焊縫內(nèi)部相差也越大,所以在焊縫金屬的緊鄰珠體鋼一側(cè)可形成和焊縫內(nèi)部金屬成分不同的過渡層。
圖2-4為珠光體鋼與奧氏體鋼焊接時,珠光體鋼一側(cè)奧氏體焊縫中的母材熔入比例鉻、鎳含量的變化、圖中橫坐標為焊縫內(nèi)某點距熔合線的相對距離,一般過渡層的寬度0.2~0.6mm,它的寬度與結(jié)晶條件有關(guān),如焊接采用較大的焊接電流,則會增加液態(tài)金屬高溫的停留時間,加強熔池的攪拌作用和增加熔池邊緣金屬的流動性,從而改善了結(jié)晶條件,使過渡層寬度減小。由圖2-4可知,過渡層中鉻、鎳含量較低,而且越靠近熔合線越低,對照不銹鋼組織的Scheffler(余夫勒)圖可以知到過渡層是由奧氏體+馬氏體或馬氏體組織,馬氏體組織的硬度很高,可高達HV350左右,奧氏體十馬氏體組織的硬度稍低。過渡層中的高硬度馬氏體脆性層,可能導致熔合區(qū)的破壞,降低焊接結(jié)構(gòu)的可靠性。
雖然出現(xiàn)這種過渡層是不可避免的,但可以通過選擇填充金屬和一些工藝措施,使過渡層的寬度減小。如圖2-5,填充金屬的含鎳量對馬氏體脆性層寬度的影響,對于大多數(shù)奧氏體不銹鋼和Ni-Cr系鎳基合金焊接材料,鉻含量的變化是比較小的,而鎳是決定焊縫奧氏體化最主要的元素,故可近似地只考慮鎳含量的影響。在一般情況下,過渡層里鎳含量低于5%~6%的區(qū)域?qū)a(chǎn)生馬氏體組織。在圖2-5中,x1、x2、x3分別為三種不同含鎳量焊縫金屬中的馬氏體過渡層。由圖可見,馬氏體脆性層寬度與焊縫金屬中含鎳量成反比。當使用奧氏體能力較強的焊接材料時,性寬度將顯著減??;當使用鎳基合金焊接材料時,脆性層很窄,幾乎可以消失。
本文標簽:不銹鋼焊接
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