《不锈钢焊接》PPT课件

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1、第三节 不锈钢和耐热 钢的焊接本章教学内容 不锈钢、耐热钢的类型及性能特点；接头晶间腐蚀奥氏体不锈钢的焊接；耐热钢的焊接。一一 不锈钢的类型和性能不锈钢的类型和性能按主要化学成份分按主要化学成份分: :铬不锈钢、铬镍不锈钢和铬不锈钢、铬镍不锈钢和铬锰氮不锈钢；铬锰氮不锈钢；按金相组织分按金相组织分: :铁素体不锈钢（铁素体不锈钢（F F）、马氏体）、马氏体型不锈钢（型不锈钢（M M）、奥氏体型不锈钢（）、奥氏体型不锈钢（A A）、奥）、奥铁双相不锈钢（铁双相不锈钢（A+FA+F）和沉淀硬化不锈钢五种）和沉淀硬化不锈钢五种类型。类型。 按用途分：不锈钢、抗氧化钢、热强按用途分：不锈钢、抗氧化钢、

2、热强钢钢（一）不锈钢的分类（一）不锈钢的分类铁素体不锈钢（F）组织为铁素体，其为Cr 在11.5%-32.0%的范围内，随着Cr含量的增加，其耐蚀性能不断提高，加入Mo后，则可以提高耐酸腐蚀和抗应力腐蚀的能力。这种钢的典型牌号有00Cr12，1Cr17，00Cr17Mo，00Cr30Mo2等。根据碳和氮的总含量，铁素体不锈钢分为普通纯度和超高纯度两个系列。普通纯度的铁素体不锈钢Cr为0.1%左右，并含有少量的氮，其典型牌号有1Cr17，1Cr17Mo，Cr13，Cr17等。其中1Cr17，1Cr17Mo作为耐热钢，而Cr13，Cr17主要用于腐蚀环境不十分苛刻的场合，如室内装饰、厨房设备、家电

3、产品、家用器具等。 超高纯度的铁素体不锈钢是通过真空或保护气体精炼技术炼出超低碳和超低氮超高纯度铁素体不锈钢，其典型牌号有00Cr18Mo2，1Cr17，00Cr27Mo等。这类不锈钢对氯化物应力腐蚀不敏感，有具有良好的耐点蚀、缝隙腐蚀性能，广泛应用于热交换设备、耐海水设备、有机酸和制碱设备等。（三）奥氏体型不锈钢（三）奥氏体型不锈钢（A A）奥氏体型不锈钢的金相组织为奥氏体，它是在高铬不锈钢中加入适当的镍（含量为8%-25%）而形成的具有奥氏体组织的不锈钢。奥氏体型不锈钢是以Cr18Ni9铁基合金为基础，在此基础上随着用途的不同，发展了以下六大系列的奥氏体型不锈钢：这种钢不能利用热处理进行强

4、化来提高硬度，通常是通过冷作加工硬化来提高其硬度，没有磁性。奥氏体型不锈钢的Cr、Ni含量高，因此在氧化性、中性以及弱还原性介质中均具有良好的耐蚀性、塑韧性优良，冷热加工性能俱佳，焊接性优于其它类型不锈钢，因而广泛应用于建筑装饰、食品工业、医疗器械、纺织印染设备以及石油、化工、原子能等工业领域。（四）奥氏体铁素体型双相不锈钢奥氏体铁素体型双相不锈钢的金相组织为奥氏体加上铁素体。铁素体的体积分数小于10%的不锈钢，是在奥氏体型不锈钢的基础上发展起来的钢种。它与含碳量相同的奥氏体型不锈钢相比，具有较小的晶间腐蚀倾向和较高的力学性能，且韧性比铁素体不锈钢要好。同时由于少量铁素体的存在，还有利于奥氏体

5、型不锈钢在焊接过程中防止热裂纹的形成。当铁素体的体积分数在30%-60%时，这种钢具有特殊的抗点蚀、抗应力腐蚀的性能。如00Cr18Ni5Mo3Si2 、0Cr26Ni5Mo2等牌号，这类钢的屈服强度约为一般奥氏体不锈钢的2倍。这种钢材在化肥厂和化工厂等设备装置中有着广泛的应用。其机械加工、冷压和焊接性能良好，且具有较好的耐腐蚀性能。（五）沉淀硬化不锈钢沉淀硬化不锈钢是在不锈钢中单独或复合添加硬化元素，通过适当热处理获得高强度、高韧性并具有良好耐蚀性的一类不锈钢。通常作为耐磨、耐蚀、高强度结构件，如轴、齿轮、弹簧、阀等零部件以及高强度压力容器、化工处理设备等。（二）不锈钢的性能（二）不锈钢的性

6、能不锈钢的性能包括物理性能、力学性能和耐腐蚀性能。固溶强化：当溶质元素含量很少时，固溶体性能与溶剂金属性能基本相同。但随溶质元素含量的增多，会使金属的强度和硬度升高，这种现象称为固溶强化。 （一）不锈钢的物理性能与碳钢相比，不锈钢的导电性能差；奥氏体型不锈钢的线胀系数比低碳钢大将近50%，而热导率仅为低碳钢的1/3左右；铁素体钢和马氏体钢的线胀系数与低碳钢相近，而热导率仅为低碳钢的1/2左右。奥氏体型不锈钢通常是非磁性的。（二）不锈钢的力学性能奥氏体型不锈钢的综合性能最好，既有足够的强度，又有极好的塑性，同时硬度也不高，这就是奥氏体型不锈钢广泛应用的原因之一。奥氏体型不锈钢同绝大多数的其它金属

7、材料相似，其抗拉强度、屈服强度和硬度，随着温度的降低而提高；塑性随着温度的降低而减小。并具有较高的冷作加工硬化性。对焊接性影响较大的物理性能有线膨胀系数，热导率、电阻率等，一般而然，合金元素越多，导热性越差，线膨胀系数和电阻率越大。(三）不锈钢的耐蚀性能一般腐蚀有均匀腐蚀和局部腐蚀，其中危害最大的是局部腐蚀。1均匀腐蚀指接触腐蚀介质的金属表面全部产生腐蚀的现象。由于不锈钢中在13%以上，在氧化性介质中容易在表面形成富铬氧化膜，该膜能阻止金属的离子化而产生钝化作用，提高了不锈钢的耐均匀腐蚀性能。2晶间腐蚀晶间腐蚀是起源于金属表面沿金属晶界发生的有选择的深入金属内部的腐蚀。该种腐蚀是一种局部腐蚀，

8、能够导致晶粒间的结合力丧失，材料强度几乎消失，所以在所有的腐蚀形式中，晶间腐蚀的危害性最大，容易造成设备突然破坏，而在金属外形上没有任何变化。奥氏体型不锈钢和铁素体不锈钢均会产生晶间腐蚀3点腐蚀点蚀是指在金属表面产生的尺寸约小于1.0mm的穿孔性或蚀坑性的宏观腐蚀。这是以腐蚀破坏形貌特征命名的。其主要是由材料表面钝化膜的局部破坏所引起的，经试验研究表明，材料的阳极电位值越高，抗点蚀能力越好。超低碳高铬镍含钼不锈钢和超高纯度含高铬铁素体不锈钢均有较高的耐点蚀性能。4缝隙腐蚀缝隙腐蚀是金属构件缝隙处发生的斑点状或溃疡形宏观蚀坑。这是以腐蚀部位的特征命名的。常发生在垫圈、铆接、螺钉连接缝、搭接的焊接

9、接头等部位。其主要是由介质的电化学不均匀性引起的。从材料试验分析结果上看，0Cr18Ni9和00Cr17NiMo2型奥氏体型不锈钢、铁素体和马氏体型不锈钢在海水中均有缝隙腐蚀的倾向。适当增加铬、钼含量可以改善抗缝隙腐蚀的能力。实际上只有采用钛、高钼镍基合金和铜合金等才能有效的防止缝隙腐蚀的发生。因此，改变介质成分和结构形式是防止缝隙腐蚀的重要措施。5应力腐蚀开裂应力腐蚀开裂是指在拉应力与腐蚀介质共同作用下产生的断裂。这种破裂常常在拉应力远远低于材料屈服点和很弱的腐蚀环境中以裂纹形式出现，并迅速扩展，其产生条件如下：应力腐蚀的三个条件介质条件：应力腐蚀大部分由氯引起的，高浓度的苛性碱、硫酸水溶液

10、；应力条件：在拉应力作用下才能产生；材料条件：应力腐蚀常发生在合金中，在晶界上的合金元素偏析事引起应力腐蚀的重要原因。提要：提要： 奥氏体型不锈钢奥氏体型不锈钢的焊接本节教学内容： 奥氏体型不锈钢、双相不锈钢的焊接性教学目标： 了解奥氏体型不锈钢、双相不锈钢的焊接性 了解热裂纹、晶间腐蚀和应力腐蚀开裂产生原因及 防止措施； 掌握焊接技术要点。本章知识点： 奥氏体型不锈钢、双相不锈钢的焊接性； 各种合金元素对不锈钢焊接性的影响； 各种焊接缺陷产生原因及防止措施。一、奥氏体型不锈钢的焊接性奥氏体型不锈钢通常具有良好的塑性和韧性，对氢脆不敏感，焊接性良好。这类钢冷加工不会产生任何的淬火硬化，焊接过程

11、中很少出现冷裂纹。焊接时存在的主要问题是： 导热系数小、熔点低、线膨胀系数大，已形成粗大的铸造组织，焊缝及热影响区热裂纹敏感热裂纹敏感性大性大；接头产生碳化铬沉淀析出，耐腐蚀性下耐腐蚀性下降降；接头中铁素体含量高时，可能出现475脆化相脆化相。（一）.焊接接头的晶间腐蚀18-8型不锈钢的焊接接头，有三个部位（焊缝、热影响区敏化区、熔合区）易出现晶间腐蚀，（1）焊缝区的晶间腐蚀有些奥氏体不锈钢的焊接接头，在腐蚀介质中，工作一段时间后可能局部发生沿着晶粒边界的腐蚀，一般称此种腐蚀为晶间腐蚀。根据母材类型和所采用的焊材与工艺的不同，奥氏体不锈钢焊接接头可能发生焊缝晶间腐蚀、HAZ敏化区（600一10

12、00）晶间腐蚀、熔合区附近的刀状腐蚀， 1晶间腐蚀 产生晶间腐蚀的原因 奥氏体不锈钢焊缝和HAZ敏化区的晶间腐蚀，都与敏化处理使晶界形成贫铬层有关。焊缝产生晶间腐蚀可能有两种情况：一种是焊态下已有Cr23 C6析出，如多层焊缝的重复加热区域；另一种为接头在焊态下无贫铬层，焊后经历了敏化处理，因而具有晶间腐蚀倾向。是指使一种或几种物质在一定的外界作用下（如添加敏化剂或者是改变加工工艺等），反应感度增加的过程叫敏化。敏化：不锈钢在450800温度区间停留一段时间或缓慢冷却，从而导致晶界析出以Cr23C6为主的铬的碳化物的过程。敏化使晶界附近区域的铬含量降低，耐蚀性下降，在使用过程中发生晶间腐蚀的敏

13、感性增大。“贫铬理论”奥氏体不锈钢在固溶状态下，碳以过饱和形式溶解于固溶体中。加热时，过饱和的碳以Cr23 C6的形式沿晶界析出。Cr23 C6析出消耗了大量的铬，因而使晶界附近的铬含量降到低于钝化所需的最低的铬含量12%，则在晶界表面形成了贫铬层。贫铬层的电极电位比晶粒内低得多，当金属与腐蚀介质接触时，就形成了微电池，电极电位低的晶界成为阳极，则被腐蚀溶解。即产生晶间腐蚀。2、热影响区敏化晶间腐蚀奥氏体不锈钢在加热到敏化温度区6001000时，在晶界上易析出Cr2323C6 6。金属晶粒内部过饱和的碳原子会逐步向晶粒边缘扩散，与晶粒边缘层的铬原子结合成Cr2323C6 6 ；并沿晶界沉淀析出

14、。扩散需要一定的“过热度”，只有普通的18-8钢0Cr19Ni9才会存在敏化区，含Ti和Nb的18-8 Ti或18-8 Nb，以及超低碳18-8钢敏华区晶间腐蚀倾向小，应采用快速过程，减小处于敏化加热时间， 防止焊接接头产生晶间腐蚀的措施 冶金措施 降低母材和焊缝中的碳含量 市钢中碳含量（C0.015%0.03%）低于在相中的溶解度，减少Cr2323C6 6 型碳化物的析出。添加Nb、Ti等稳定化的元素，该改变碳化物类型 Nb、Ti等元素与碳亲和力大，结合形成NbC、TiC,从而减少碳与铬的结合，避免了贫铬曾的产生；焊后进行固熔处理 使析出的Cr2323C6 6 重新溶于奥氏体中，使焊缝金属具

15、有奥氏体一铁素体双相+组织，其铁素体的体积分数应超过412。在此范围内，一方面可打扰单一柱状晶的方向性，不止形成连续的贫铬层，另一方面相富Cr，可以减少贫铬。不仅能提高焊缝金属抗晶间腐蚀的能力和抗应力腐蚀的能力， 工艺措施选合适的焊法，即热输人最小，尽量缩短在敏化温度区间段的停留时间。 焊接参数：在保证质量的前提下，采用小的焊接电流、最快的焊接速度。操作方面尽量用窄焊缝、多道多层焊，每一道焊缝或每一层焊缝焊后，要等焊接处冷却至室温再进行下一道或下一层的焊接；施焊中，不允许焊材在熔池中摆动， 强制焊接区的快速冷却。 进行固溶处理或稳定化处理。固溶处理是把钢加热到单一奥氏体区（1050一1150）

16、，得到成分均匀的单相奥氏体组织，然后快冷，使高温过饱和固溶体组织状态保持到室温。 3.刀状腐蚀刀状腐蚀产生的原因 刀状腐蚀简称刀蚀，它是焊接接头中特有的一种晶间腐蚀，只发生在含有Ti、Nb等稳定化元素的奥氏体不锈钢焊接接头中。腐蚀部位沿熔合线发展，处于HAZ的过热区，由于区域很窄（电弧焊一般为1.0一1.5mm），形状有如刀削切口，故称为刀状腐蚀。 刀蚀产生的原因也与Cr23C6沉淀造成贫铬层有关。含有稳定剂的奥氏体钢，大部分碳与Ti、Nb形成TiC. NbC.焊接时在超过1200的过热区，钛和铌的碳化物溶入A中。由于碳的扩散强，故溶解的碳能迅速向晶界处迁移，冷却后偏聚在晶界附近形成过饱和状态

17、，而钛和铌则因扩散能力低而留于晶内。如果焊接接头在敏化温度区间再次加热时，过饱和的碳将在奥氏体晶界以Cr23C6形式析出，而Ti. Nb由于在奥比体相里的扩散速度非常慢，很难迁移到晶界与碳再次结合，这样Ti、Nb就失去了稳定化元素的作用，使晶界形成贫铬层，在腐蚀介质的作用下就会产生刀状腐蚀。 防止刀状腐蚀的措施 降低母材的含碳量。这是防止刀状腐蚀的有效措施，超低碳奥氏体不锈钢焊接接头不会产生刀状腐蚀。采用合理的焊接工艺。在保证焊缝质量的前提下，尽量选择较小的热输入，以减小过热区在高温的停留时间，并注意避免在焊接过程中产生“中温敏化”的效果；（二）应力腐蚀开裂(SCC） 应力腐蚀开裂是在拉应力和

18、特定腐蚀介质共同作用下而发生的一种破坏形式，随着拉应力的加大，发生破坏的时间缩短，当拉应力减小时，腐蚀量也随之减小，并且不发生破坏。奥氏体不锈钢由于导热性差、线胀系数大、屈服强度低，焊接时很容易变形，当焊接变形受到限制时，焊接接头中必然会残留较大的焊接残余拉应力，加速腐蚀介质的作用。因此，奥氏体不锈钢焊接接头容易出现应力腐蚀开裂，裂纹均发生在焊缝表面上，裂纹多平行且近似垂直焊接方向，裂纹细长并折曲，常常贯穿有黑色点蚀的部位。从表面开始向内部扩展，点蚀往往是裂纹的根源，裂纹通常表现为穿晶扩展，裂纹尖端常出现分枝，裂纹整体为树枝状。严重的裂纹可穿过熔合线进人热影响区。 应力腐蚀开裂的表面特征是2防

19、止应力腐蚀开裂的措施 合理地设计接头，避免腐蚀介质在焊接接头部位聚集，降低或消除焊接接头应力集中。 消除或降低接头的残余应力。焊后消除应力处理，加热温度在850 900之间才可得到比较理想的消除应力效果；采用机械方法，如表面抛光、喷丸和锤击，造成表面产生压应力；结构设计时要尽量采用对接接头，避免十字交叉焊缝，单V形坡口改用双Y形坡口。 正确选用材料。根据介质的特性选用对应力腐蚀开裂敏感性低的材料，一是母材的选用，二是焊接材料的选用。单相奥氏体型不锈钢焊接时，具有较高的热裂纹敏感性。在焊缝和近缝区都有可能出现热裂纹，这是最常见的焊缝凝固裂纹，也可能在HAZ或多层焊层间金属出现液化裂纹。从裂纹的物

20、理本质上讲，有凝固裂纹、液化裂纹和高温低塑性裂纹等。（三）焊接热裂纹 1焊接接头产生热裂纹的原因奥氏体型不锈钢具有较大的热裂纹敏感性，主要取决于钢的化学成分、组织和性能特点。A不锈钢中的合金较多，尤其是含有一定数量的镍，它易于硫、磷等杂质形成低熔点共晶，如Ni-S，Ni-P共晶熔点为645和 880，比Fe-S、 Fe-P共晶的熔点更低，危害性也更大。其它一些元素，如硅、硼、铌等，也能形成有害的易熔晶间层，将促使热裂纹的产生。A不锈钢焊缝结晶时，液固线间距大，凝固温度范围大，易形成方向性强的粗大柱状晶组织，有利于有害杂质元素的偏析，从而促使形成连续的晶间液膜，提高了热裂纹的敏感性。从A不锈钢具

21、有热导率小、线膨胀系数大，延长了焊缝金属在高温停留时间，易产生较大的焊接残余拉应力，进一步促进焊接热裂纹的产生。(2)影响热裂纹的因素焊缝金属组织 单相奥氏体对热裂纹敏感焊缝化学成分 S、P 等杂质元素由于晶间形成低熔点共晶，显著增大热裂纹敏感性；焊接应力 较大应力时热裂纹的必要条件；防止产生焊接热裂纹的主要措施调整焊缝金属为双向组织 控制焊缝化学成分 主要是严格控制S、P和Ni等杂质正确选用焊接材料 用低氢焊条采用合适焊接工艺 采用小线能量焊接，减小熔池过热，避免形成粗大的柱状晶，采用快速冷却，减少偏析，提高抗裂性；多层焊时，要控制层间温度，厚道焊缝要在前喊道冷却到60.4.奥氏体钢焊缝的脆

22、化焊缝金属的力学性能与铁素体含量有一定的关系，如图59所示。从图可知，当铁素体含量增加时，奥氏体铬镍钢焊缝金属的强度提高，而塑性下降，从而使材料变脆。但适量的铁素体有利于防止产生焊接热裂纹，因而应严格控制铁素体含量，使其既能防止产生热裂纹，又对材料力学性能影响不大，一般铁素体含量不超过5左右 二、奥氏体不锈钢的焊接工艺 1焊前准备下料方法奥氏体不锈钢一般不采用氧一乙炔火焰切割，常用机械切割、等离子弧械切割等离子弧切割或碳弧气刨等方法下料和加工坡口 焊前清理焊前应将坡口及其两侧2030mm范围内的油污、油脂等杂质用丙酮消除干净。清理完毕后，应涂上白垩粉，防止飞溅损伤钢材表面。 2.接头形式与坡口

23、尺寸对于不同的板厚，根据不同的焊接方法设计接头的形式和坡口尺寸。奥氏体不锈钢典型的接头形式和坡口尺寸见表5-4。3.焊接材料的选择奥氏体不锈钢焊接要求按“等成分原则”选择焊材，以满足奥氏体不锈钢特殊的使用性能，填充金属的选择主要考虑所获得的熔敷焊缝的显微组织。常用焊接方法焊接奥氏体不锈钢的焊接材料选择见表5-5。 4焊接方法的选择 (1)焊条电弧焊奥氏体不锈钢具有热影响区小，易于保证质量，适应各种焊位置与不同板厚等特点。多选择碱性焊条，因而常用直流反接电源。焊接电流的选择奥氏体不锈钢焊条电弧焊时尽量采用小电流、快速焊，一般焊接电流比低碳钢低20左右。焊接电流的选择 尽量采用小电流、快速焊，一般

24、焊接电流比低碳钢低20左右。 焊接施焊时应采用短弧、高速焊，减小焊缝截面，不横向摆动。多层焊时，每焊完一层焊缝后，应彻底清除焊渣，层间温度不能高于60，与腐蚀介质接触的焊缝应在最后焊。焊后可采取强冷措施，以缩短焊接区在450850温度区间的停留时间。焊接开始时，不要在焊件上随意引弧，以免损伤焊件表面，影响耐蚀性，收弧时必须填满弧坑。 焊后热处理为了防止晶间腐蚀，焊后可进行固溶处理(加热到10501100，然后迅速冷却，稳定奥氏体组织)。对含有Ti、Nb等稳定化元素的不锈钢，焊后可进行稳定化处理(850950，保温2h)。(2)埋弧焊 效率高，质量稳定，通常适用于中厚板(650mm)的焊接，但有

25、时也用于薄板，由于在进行埋弧焊时Cr、Ni元素烧损，可在焊丝或焊剂中给以补偿。 焊接工艺参数的选择见表57。 焊接工艺要点 由于熔深浅，坡口钝边不宜过大。焊接线能量及焊丝伸出长度均应小于低碳钢的规范。(3)氩弧焊氩弧焊由于焊接熔池保护好、焊缝质量可靠、电弧稳定、热量集中t焊接变形小，常用于奥氏体不锈钢的薄件焊接。氩弧焊时应选用直流正接电源。55 一、珠光体耐热钢的成分和性能 珠光体耐热钢中Cr含量一般为0.5-9%，Mo含量一般为o5或1。合金元素Cr能形成致密的氧化膜，提高钢的抗氧化性能， Cr1.5时：Cr 蠕变强度增加；Cr1.5时：Cr 蠕变强度降低；Mo是强化元素，熔点高达2625，

26、使钢的高温强度和抗蠕变能力得到提高；同时，Mo可减少钢材的热脆性和提高钢材的抗腐蚀能力。 56若在CrM0钢中加人少量的V、W、Nb、Ti等元素，可进一步提高钢的热强性。热强性系指耐热钢在高温和载荷共同作用下抵抗塑性变形和破坏的能力。 珠光体耐热钢通常在退火状态或正火+回火状态供货，当合金元素含量小于2.5时，钢的组织为珠光体+铁素体； 57 二、珠光体耐热钢的焊接性 珠光体耐热钢的焊接性与低碳调质高强钢相近，主要问题是热影响区的硬化、冷裂纹、软化以及焊后热处理或高温长期使用中的再热裂纹问题，如焊接材料选择不当，焊缝还有可能产生热裂纹。58珠光体耐热钢中的Cr和Mo等都显著提高钢的淬硬性，Mo

27、的作用比Cr大约50倍，这些合盒元素推迟了冷却过程中的组织转变，提高了奥氏体的稳定性。在焊接线能量过小时，易出现淬硬组织；焊接线能量过大时，热影响区晶粒又显著变粗，因而使焊接热影响区的塑韧性都明显降低。1.1.热影响区硬化热影响区硬化592再热裂纹珠光体耐热钢再热裂纹倾向主要取决于钢中碳化物形成元素的特性及含量。再热裂纹与焊接工艺、焊接应力及热处理制度有关，一般出现在500700的焊接热影响区的粗晶区内。在实际工作中可采取以下措施防止珠光体再热裂纹。60(1)采用高温塑性高于母材的焊接材料，严格限制母材和焊接材料中的合金成分，特别是严格限制V、Ti、Nb等合金元素的含量到最低的程度；(2)将预

28、热温度提高到250，层间温度控制在300左右；(3)采用低线能量的焊接工艺，减小焊接过热区宽度，细化晶粒；(4)选择合适的热处理制度、避免在敏感温度区间停留较长时间。61当焊缝中扩散氢含量过高、焊接线能量较小时，由于淬硬组织和扩散氢的作用。常在珠光体耐热钢的焊接接头中出现焊接冷裂纹。在实际生产中，可采用低氢焊条与适当的焊接线能量和预热、后热等措施避免焊接冷裂纹。3.3.焊接冷裂纹焊接冷裂纹624回火脆性CrMo钢及其焊接接头在350-500温度区间长期运行过程中发生剧烈脆变的现象称为回火脆性。产生回火脆性的原因主要有两方面：一是由于在回火温度范围内长期加热后P、AS、Sb、Sn等杂质元素在奥氏

29、体晶界偏析而引起的晶界淬化；二是Mn、Si等元素可促进回火脆性。因此，为了防止回火脆性，应严格控制有害杂质元素含量，同时降低Mn、Si元素含量。63三、珠光体耐热钢的焊接工艺1.焊前准备一般焊件的坡口加工可采用火焰切割法，但切割边缘会形成低塑性的淬硬层，往往会成为后续加工的开裂源。为了防止切割边缘开裂，可采用如下措施：(1)对于所有厚度的2.25Cr-M03Cr-M0钢和15mm以上的1.5Cr-Mo钢板，切割前应预热150以上，切割边缘应作机械加工并用磁粉探伤方法检查是否存在表面裂纹； 64(2)对于15mm以下的125Cr-0.5Mo钢板和15mm以上的0.5Mo钢板，切割前应预热到100

30、以上，切割边缘应作机械加工并用磁粉探伤方法检查是否存在表面裂纹；(3)对于厚度在15mm以下的0.5Mo钢板，切割前不必预热，切割边缘最好经机械加工。652焊接方法珠光体耐热钢的焊接可选用气焊、焊条电弧焊、埋弧焊、熔化极气体保护焊、电渣焊、 钨极氩弧焊和电阻焊等方法。通常以焊条电弧焊为主，埋弧焊和电渣焊也常用。钨极氩弧焊具有超低氢的特点，焊接时可适当降低预热温度。它常用于管道生产以实现单面焊双面成形，低合金耐热钢的管件和棒材可采用电阻压力焊、感应加热压力焊以及电阻感应联焊法进行焊接。663焊接材料焊接材料的选择原则是焊缝金属的合金成分与强度性能应基本与母材相应的指标一致或应达到产品技术条件提出

31、的最低性能指标。焊件如焊后需经退火、正火或热成形等热处理或热加工，则应选择合金成分或强度级别较高的焊接材料。为了防止焊缝有较大的热裂倾向， 焊缝含碳量应比母材略低一些，焊缝性能有时也要比母材低一些。 674预热和焊后热处理预热温度主要依据合金成分、接头的拘束度和焊缝金属的氢含量来确定。一般当母材碳含量大于0.45，最高硬度大于350HV时，应进行预热。氢在珠光体中扩散较慢，为了防止冷裂纹，焊后应加热到250以上进行后热处理。685.焊接工艺参数 珠光体耐热钢常用的焊接方法是钨极氩弧焊封底、焊条电弧焊和埋弧焊盖面。珠光体耐 热钢管子钨极氩弧焊封底的工艺参数见表 。696.珠光体耐热钢焊接时应注意

32、的要点(1)定位焊和正式施焊前都需要预热，若焊件刚性大，宜整体预热； (2)焊条电弧焊时，应尽量减小接头的拘束度；可选用奥氏体焊条，焊前按预热工艺参数预热，焊后一般不进行回火处理；(3)焊接过程中保持焊件的温度不低于预热温度(包括多层焊时的层问温度)，避免中断，如必须中断时，应保证焊件缓慢冷却，重新施焊前仍须预热；焊接完毕应将焊件保持在预热温度以上数小时，然后再缓慢冷却；70(4)气焊时，宜采用右焊法施焊，选择乙炔量稍多的中性焰，焊后应采取正火加回火的热处理制度，以防晶粒粗大、塑性和韧性降低；(5)焊缝正面余高不宜过高。71左焊法、右焊法的特点左焊法焊接热源从接头右端向左端移动，并指向待焊部分的操作法。用左焊法，坡口看得清，不易焊偏，焊缝成型平坦，但熔深相对较浅，坡口焊接时焊缝两边容易产生未融合或夹渣。角焊和盖面焊较常用。右焊法焊接热源从接头左端向右端移动，并指向已焊部分的操作法。用右焊法，看坡口较困难，易焊偏，焊缝易起龟背，但熔深较好。衬垫焊和坡口焊常用