オーステナイト系ステンレス鋼の溶接特性: 溶接プロセスでは、弾性および塑性応力とひずみが非常に大きくなりますが、低溫割れはほとんどありません。溶接部に焼入れ硬化帯や結(jié)晶粒粗大化がないため、溶接部の引張強(qiáng)度が高い。

オーステナイト系ステンレス鋼の溶接の主な問題は次のとおりです。大きな溶接変形。その粒界特性と微量不純物 (s、P) に対する感受性のため、高溫亀裂が生じやすいです。

オーステナイト系ステンレス鋼の5大溶接トラブルと対策

炭化クロムの形成により、溶接継手の耐粒界腐食性が低下します。

粒界腐食：貧クロムの理論によると、溶接部と熱影響部が450?850℃の鋭敏化溫度帯に加熱されると、炭化クロムが粒界に析出し、クロム粒界が不十分になり、抵抗するのに十分ではありません腐食。ゼロ

(1) 溶接部の粒界腐食およびターゲット材料の鋭敏な溫度帯の腐食を制限するために、次の対策を採用することができます。

を。 Cr23C6 の形成を避けるために、Ti や Nb などの安定化元素を母材に添加して、母材金屬と溶接部の炭素含有量を減らしました。

b.オーステナイトと少量のフェライトの二相組織が溶接部に形成されます。溶接部に一定量のフェライトが存在する場合、結(jié)晶粒を微細(xì)化し、結(jié)晶粒の面積を大きくすることができ、粒界の単位面積あたりの炭化クロムの析出量を減らすことができます。

Cr23C6 は、オーステナイト粒界で貧弱なクロムの代わりに優(yōu)先的にフェライトに形成されます。オーステナイト間のフェライトは、腐食が粒界に沿って內(nèi)部に拡散するのを防ぐことができます。

c.増感溫度域での滯留時(shí)間を制御します。溶接熱サイクルを調(diào)整して、600 ～ 1000 ℃ の滯留時(shí)間をできるだけ短くします。エネルギー密度の高い溶接法（プラズマアルゴンアーク溶接など）が選択できます。溶接線エネルギーが小さくなります。溶接部の背面にアルゴンガスを當(dāng)てるか、銅パッドを使用して溶接部の冷卻速度を高めます。アークの著火とアークの停止の回?cái)?shù)を減らして、加熱の繰り返しを回避します。多層溶接と腐食性媒體との接觸面は可能な限り最後に 溶接など

d.溶接後は、炭化物を十分に析出させ、クロムの拡散を促進(jìn)させるために、保溫?空冷後に固溶化処理または安定化焼鈍（850～900℃）を行う必要があります。

(2) このため、次の予防措置を講じることができます。

炭素は拡散力が強(qiáng)いため、冷卻時(shí)に結(jié)晶粒界に偏析して過飽和狀態(tài)を形成しますが、TiやNbは拡散力が弱いため結(jié)晶中に殘ります。溶接継手が鋭敏な溫度範(fàn)囲で再加熱されると、過飽和炭素が Cr23C6 の形で析出します。

を。炭素含有量を減らします。安定化元素を含むステンレス鋼の場合、炭素含有量は 0.06% を超えてはなりません。

b.合理的な溶接プロセスを採用。高溫での過熱ゾーンの滯留時(shí)間を短縮するには、溶接プロセスでの「中溫感作」効果を回避するために、溶接線エネルギーを小さく選択する必要があります。

両面溶接の場合、腐食性媒體に接する溶接部を最後に溶接する必要があります（これが、大口徑の厚肉溶接パイプの內(nèi)部溶接が外部溶接の後に行われる理由です）。実裝できない場合は、腐食性媒體と接觸する過熱領(lǐng)域が再感作されないように、溶接仕様と溶接形狀を調(diào)整する必要があります。

c.溶接後の熱処理。溶接後、固溶又は安定化処理を行う。

応力腐食割れ

応力腐食割れの発生を防ぐために、次の対策を講じることができます。

を。材料の正しい選択と溶接組成の合理的な調(diào)整。高純度クロム ニッケル オーステナイト ステンレス鋼、高シリコン クロム ニッケル オーステナイト ステンレス鋼、フェライト オーステナイト ステンレス鋼、および高クロム フェライト ステンレス鋼は、良好な耐応力腐食性を備えています。溶接金屬がオーステナイト系フェライト二相鋼の場合、耐応力腐食性が良好です。

b.殘留応力を除去または低減します。研磨、ショットピーニング、ハンマリングにより表面殘留応力を低減した。

c.合理的な構(gòu)造設(shè)計(jì)。大きな応力集中を避けるため。

溶接高溫割れ（溶接結(jié)晶割れ、HAZ液狀化割れ）

高溫亀裂感受性は、主に材料の化學(xué)組成、微細(xì)構(gòu)造、および特性に依存します。 Ｎｉは低融點(diǎn)化合物を形成しやすく、ｓやＰなどの不純物と共晶しやすい。ボロンやシリコンの偏析が高溫割れを促進(jìn)する。

方向性が強(qiáng)い粗い柱狀結(jié)晶構(gòu)造を形成しやすく、有害な不純物や元素の分離を助長し、連続的な粒界液膜の形成を促進(jìn)し、高溫割れの感度を向上させます。溶接が不均一に加熱されると、大きな引張応力が形成されやすくなり、溶接高溫割れの発生が促進(jìn)されます。

予防措置:

を。有害な不純物のsとPの含有量は厳密に管理する必要があります。

b.溶接金屬の組織を調(diào)整します。溶接部のδ相は粒度を微細(xì)化し、単相オーステナイトの方向性を排除し、粒界での有害な不純物の偏析を減らし、δ相はより多くのsとPを溶解し、界面エネルギーを減らし、粒子間の液膜。

c.溶接金屬合金の組成を調(diào)整します。単相オーステナイト鋼にMn、C、N、およびセリウム、つるはし、タンタルなどの微量元素を添加することにより、高溫割れに対する感度を下げることができます。

d.プロセス対策。粗大な柱狀粒子の形成を防ぐために、小さな入熱と小さな斷面の溶接ビードを使用する必要があります。

たとえば、25-20 オーステナイト鋼は液化亀裂を起こしやすいです。母材の不純物含有量と結(jié)晶粒度を厳密に制限し、高エネルギー密度溶接法を採用し、線エネルギーを小さくし、接合部の冷卻速度を高めるなど。

溶接継手の脆化

溶接継手の可塑性は、高溫での脆化を防ぐために、高溫強(qiáng)度鋼に対して保証する必要があります。低溫鋼は、低溫での溶接継手の脆性破壊を防ぐために、優(yōu)れた低溫靭性を備えている必要があります。

溶接変形が大きい

熱伝導(dǎo)率が低く、膨張係數(shù)が大きいため、溶接変形が大きいため、固定具を使用して変形を防ぐことができます。オーステナイト系ステンレス鋼の溶接方法と溶接材料の選択: オーステナイト系ステンレス鋼は、TIG、MIG、足とのこぎりで溶接できます。

オーステナイト系ステンレス鋼は、融點(diǎn)が低く、熱伝導(dǎo)率が低く、抵抗係數(shù)が高いため、溶接電流が小さくなります。狹い溶接と狹いパスは、高溫滯留時(shí)間を短縮し、炭化物の析出を防ぎ、溶接収縮応力を減らし、高溫割れ感受性を減らすために使用する必要があります。

溶接材料、特に Cr と Ni の組成は、母材の組成よりも高くなります。少量のフェライト (4-12%) を含む溶接材料を使用して、溶接部の良好な耐クラック性 (低溫割れ、高溫割れ、応力腐食割れ) を確保します。

溶接部にフェライト相が存在できない、または存在できない場合は、Mo、Mn およびその他の合金元素を含む溶接材料を選択する必要があります。

溶接材料中の C、s、P、Si、および Nb はできるだけ低くする必要があります。 NB は、純粋なオーステナイト溶接で凝固亀裂を引き起こす可能性がありますが、溶接部の少量のフェライトは効果的に回避できます。

Nb を含む溶接材料は、通常、溶接後の安定化または応力除去が必要な溶接構(gòu)造に使用されます。サブマージ アーク溶接を使用して中板を溶接する場合、Cr および Ni の燃焼損失は、フラックスおよび溶接ワイヤ中の合金元素の遷移によって補(bǔ)うことができます。

溶け込みが深いため、溶接部の中央部での高溫亀裂の形成と、熱影響部での耐食性の低下を防ぐために注意を払う必要があります。より細(xì)い溶接ワイヤとより小さい溶接線エネルギーの選択に注意を払う必要があります。溶接ワイヤは、Si、s、および P が低くなければなりません。

耐熱ステンレス鋼の溶接部のフェライト含有量は 5% 以下にしてください。 20% を超える Cr と Ni を含むオーステナイト系ステンレス鋼の場合、高 Mn (6-8%) 溶接ワイヤとアルカリまたは中性フラックスを選択して、溶接部への Si の添加を防ぎ、耐クラック性を向上させる必要があります。

オーステナイト系ステンレス鋼用の特別なフラックスは Si をほとんど増加させず、合金を溶接部に移動(dòng)させ、合金元素の燃焼損失を補(bǔ)って溶接性能と化學(xué)組成の要件を満たすことができます。