公司动态

温州304不锈钢管焊热影响区组织。

接近焊接受焊接热影响而发生组织和性能变化的基本金属被称为焊接热影响区。通常指的焊接接头包括热影响区域。因此,温州不锈钢管热影响区的性能对整个焊接接头性能影响很大。

    由于焊接热影响区各点被加热的温度不同,它们的组织和性能也不同。热影响区的某一点被加热的最高温度和高温停留的时间长短和之后的冷却速度慢,决定了这一点的组织变化状况。加热和冷却速度的速度与焊接方法和焊接规范有关。热影响区各部分的具体组织分布情况,可根据温州不锈钢管的图片来判定。

一般用于焊接的钢管,从热处理的特性来看,一种是一般焊接条件下淬火倾向小的钢,如低碳钢和合金元素少的普通低合金钢,称为淬火钢,另一种是合金元素多或碳含量高、淬火倾向大的钢,称为淬火钢。这两种钢的焊接热影响区的组织也不同。

锅炉制造中,除高压锅炉采用部分高强度合金钢外,最常用的是低碳钢和普通低合金钢,即不易淬火钢。

以锅炉常用的低碳钢(20)为例,分析焊接后热影响区各部分的组织变化状况。

图14-4结合铁碳合金图和焊接热循环曲线,表明热影响区各部分加热的最高温度和相应组织的变化。对于低碳钢来说,热影响区组织发生显着变化的哭泣相当于加热到Ac1以上,直到熔化温度。根据焊接后的组织变化,热影响可分为四个区域。

1.熔合区域。

该区域为熔台线附近的焊接金属到基本金属的过渡部分,温度在固体线和液体线之间。该区域的温州不锈钢管处于局部熔化状态。因此,晶粒非常粗,化学成分和组织非常不均匀。该地区靠近母材侧的不锈钢管组织属于过热组织,塑性差。对于低碳钢,固相线与液相线之间的温度区间较小,在各种熔焊条件下,该区域较窄,金相观察其实很难区分。但是,对焊接接头的强宠物、塑性有很大影响。在许多情况下,熔合线附近是产生裂纹和局部脆性破坏的起点。

2.过热区(粗晶粒区)

过热区的温度范围在固相线以下到1100℃左右。加热到1100℃以上时,奥氏体晶粒开始激烈成长,特别是在1300℃以上,晶粒非常粗大,冷却后得到晶粒粗大的过热组织。晶粒度在l~2级左右。在空气焊接和电渣焊接的情况下,也可以得到魏氏组织。魏氏组织是一种过热组织,其特点为铁素体沿晶界分布,并呈针状插入珠光体内,使温州不锈钢管的塑性和韧性都大大降低(过热区冲击韧性通常要降低20~30%)。因此,在焊接刚度较大的结构时,经常会在过热区产生裂缝。

过热区晶粒生长,与此高温区停留时间长短有关,停留时间越长,晶粒越粗。不同的焊接方法和焊接规范,产生的过热区大小也不同。埋弧自动焊接的过热区比手工电弧焊接小。焊接速度越快,过热区越小。电渣焊接速度慢,过热区域宽,晶粒生长成为影响电渣焊接质量的主要问题。过热区的机械性能随焊接后的冷却速度而变化,冷却速度越大,过热区的强度、硬度越高,塑性越低。

3.重结晶区(细晶粒区)

该区域的加热温度在Ac3以上至1100℃之间,当温州304不锈钢管加热到900℃至1100℃之间时,重结晶(即铁素体和珠光体都变成奥氏体)。由于温度不太高,晶粒未生长,在空气中冷却后得到均匀细致的铁素体和珠光体组织,相当于热处理时的正火组织,因此又称正火区。该区温州钢管强度高,塑性相当高,是焊接接头中综合机械性能最好的部位。

4.不完全重叠结晶区域。

该区域的加热温度范围在Acl~Ac3之间。对于低碳钢来说,当金属加热温度稍高于Ac1时,首先珠光体奥氏体。当温度升高时,一些铁素体逐渐向奥氏体溶解。温度越高,溶解得越多,直至Ac3时,铁素体全部溶解在奥氏体中。冷却时从奥氏体中分析细铁素体,冷却到Ac1,剩下的奥氏体变成分析组织珠光体。由此看出,在Ac1-Ac3范围内只有一部分组织发生相变重结晶,而始终未溶入奥氏体的铁素体却长大,变成了粗大的铁索体组织。因此,该区域的304不锈钢管组织不均匀,晶粒大小不同。有些是经过重结晶的细小均匀。铁素体和珠光体,另一部分是粗铁素体。由于晶粒尺寸不同,该地区的机械性能也不均匀。

以上四个区域是焊接热影响区域的主要组织特征。假如温州304不锈钢管提前历经冷加工塑性变形,在Ac1下列会产生再结晶,金相组织也会产生变化。

上述四个区域中对接头性能影响最大的是熔合区和过热区。这两个地区位于焊接和母材金属的过渡地带(焊接指),此外,由于这里有咬合等缺陷,应力集中。因此,它经常成为实际接头最容易出现问题的部分。

焊接热影响区的大小受很多因素的影响。不同的焊接方法、不同的焊接规范和不同的板厚和焊接条件会改变热影响区域的大小。表14-1是在板厚相同时用不同的焊接方法焊接低碳钢时热影响区的平均尺寸。

锅炉常用的其他淬火倾向少的钢(如16Mn、15MnV等),除过热组织外,其他地区的组织与低碳钢基本相同。低碳钢过热组织主要是魏氏组织,16Mn钢加锰,过热区可能有少量颗粒贝氏体。15MnV钢在过热区除锰外,还有部分锐的碳化物、氮化物溶入奥氏体,提高了奥氏体的稳定性,因此,过热区可全部获得粒状贝氏体。

必须指出,在急冷急热的焊接条件下,有时会使低碳钢珠光体部分局部表现出类似高碳钢的性能。例如,在使用高频焊管时,马氏体可能会出现在不完全重结晶区域。由于这种马氏体碳含量高、硬、脆,浸入软铁索体,对钢的韧性非常有害。

    对于易淬火钢(母材是正火或退火状态),焊后热影响区的组织分布为:

    1.淬火区。

    加热温度超过Ac3以上的区域,由于温州304不锈钢管的淬硬倾向大,故焊后冷却时得到淬火组织(马氏体)。在相当于低碳钢的过热区部分,由于温度高,晶粒长大,所以得到粗大的马氏体。而相当于低碳钢正火区的部分将得到细小马氏体,当冷却速度较慢或含碳量较低时,也可能出现一些贝氏体,形成混合组织。

    2.不完全淬火区。

    加热温度在Acl-Ac3之间的区域,在快速加热条件下,铁素体很少溶解,而珠光体、贝氏体和索氏体等转变为奥氏体,在随后快速冷却过程中,奥氏体转变为马氏体,铁素体保持不变,并有不同程度的长大,最后形成马氏体一铁素体组织,故称不完全淬火区。

    如果母材在焊前处于淬火状态,那么焊接热影响区的组织除上述二区外,还可能存在回火区(此区加热温度低于Acl。图14-5表示易淬钢与不易淬钢热影响区对比。

从图l4-5可以看出,热影响区的组织和性能不仅与温州不锈钢管的化学成分有关,还与焊接前的热处理状态有关。

以上讨论的焊接热影响区的组织特征,只是一般原则,实际上由于各种原因可能出现特殊问题,需要根据母材的具体条件和施工技术进行分析。

栏目导航

新闻资讯

联系我们

电话:15988016390

传 真:0578-8066167

手 机:15988016390

邮 箱:707037332@qq.com

地 址:浙江省丽水市松阳县江南工业区

QQ在线咨询
询价咨询
15988016390
询价手机
15988016390