看到一篇文章，對(duì)異種鋼的接觸和焊接講的很透徹，推薦給大家。 本文就碳鋼與奧氏體不銹鋼接觸焊接時(shí)可能出現(xiàn)的問(wèn)題及對(duì)策進(jìn)行探討。

壓力容器選材時(shí)，與介質(zhì)直接接觸的，尤其是有應(yīng)力腐蝕的，禁止異種鋼焊接。 但與換熱管箱一樣，內(nèi)襯不銹鋼的碳鋼法蘭需要與不銹鋼筒體對(duì)接。 支撐體材質(zhì)基本為碳鋼，背板材質(zhì)與氣缸一致。 可以是不銹鋼的，類似于這種不與介質(zhì)直接接觸的，異種鋼焊接也是可以的。

異種鋼觸點(diǎn)

根據(jù)文獻(xiàn)[1]有：

奧氏體不銹鋼零件在加工、熱處理、裝配、貯存、運(yùn)輸和使用過(guò)程中，如果沒(méi)有嚴(yán)格的表面保護(hù)或隔離措施，難免會(huì)接觸到鐵素體鋼（注意，不僅僅是鐵素體不銹鋼鋼）。 它導(dǎo)致鐵在表面沉積，沉積物開(kāi)始為游離鐵素體，通常以顆粒形式存在。 這種現(xiàn)象稱為鐵氧體污染。

鐵素體污染會(huì)破壞奧氏體不銹鋼表面的鈍化膜，在一定的腐蝕環(huán)境下，可能誘發(fā)電偶腐蝕、點(diǎn)腐蝕、縫隙腐蝕、應(yīng)力腐蝕等。

如果鐵素體只是附著在不銹鋼表面，并沒(méi)有侵入不銹鋼基體不銹鋼換熱管需酸洗鈍化嗎，那么在空氣中放置一段時(shí)間后，表面就會(huì)出現(xiàn)明顯的銹跡。 這就是電偶腐蝕的發(fā)生，鐵顆粒作為陽(yáng)極優(yōu)先被腐蝕，不銹鋼作為陰極受到保護(hù)。 在這種情況下，鐵素體污染對(duì)堿性不銹鋼的損害很小。

如果不銹鋼表面嵌有鐵顆粒，也會(huì)破壞不銹鋼表面鈍化膜的完整性。 當(dāng)暴露于腐蝕性介質(zhì)時(shí)，鐵素體污染會(huì)降低不銹鋼的點(diǎn)蝕電位，并增加不銹鋼發(fā)生點(diǎn)蝕的傾向。 更危險(xiǎn)。

不銹鋼表面拋光酸洗鈍化，可有效去除鐵粒，去除鐵素體污染。

異種鋼焊接

根據(jù)文獻(xiàn)[2]有：

從經(jīng)濟(jì)性和便利性考慮，奧氏體鋼與鐵素體鋼的焊接有時(shí)是不可避免和必要的，但此類異種鋼的焊接存在以下問(wèn)題：

a) 焊縫金屬和稀釋

焊縫金屬是熔融母材和填充金屬的混合物。 可以認(rèn)為焊縫中局部熔融母材的影響被稀釋了。 如果母材被焊縫稀釋過(guò)多而引起成分和組織的變化，就會(huì)影響焊縫金屬的性能。 稀釋問(wèn)題在異種鋼焊接中比較突出。

b) 碳遷移

異種鋼焊接接頭在焊后熱處理或高溫操作過(guò)程中也容易發(fā)生碳遷移。 需要指出的是，碳遷移不是由濃度差引起的，而是化學(xué)勢(shì)差引起的向上擴(kuò)散。 此時(shí)，碳從Cr含量低的區(qū)域和Cr含量高的區(qū)域遷移，分別形成滲碳。 層，脫碳層。

碳遷移會(huì)導(dǎo)致接頭高溫力學(xué)性能下降，滲碳層韌性下降，脫碳層強(qiáng)度下降。

c) 另外，由于異種鋼的熱膨脹系數(shù)不同不銹鋼換熱管需酸洗鈍化嗎，焊接界面也會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力。

一般來(lái)說(shuō)，

異種鋼焊接接頭在常溫下的力學(xué)性能（如拉伸、沖擊、彎曲等）一般優(yōu)于母材，但在高溫或高溫下長(zhǎng)期運(yùn)行后，接頭區(qū)的性能低于賤金屬；

焊縫與母材之間存在弱馬氏體熔合區(qū)，韌性低，為高硬度脆性層；

焊后熱處理或高溫作業(yè)時(shí)，在焊接邊界兩側(cè)形成富碳區(qū)和貧碳區(qū)，是裂紋產(chǎn)生的根源。

焊接熱處理

根據(jù)文獻(xiàn)[2]有：

焊后熱處理的目的包括：消除焊接殘余應(yīng)力； 降低應(yīng)力腐蝕敏感性； 軟化熱影響區(qū)； 提高焊縫金屬的塑性； 讓氫逸出。 但也有觀點(diǎn)認(rèn)為異種鋼不宜進(jìn)行焊后熱處理。 據(jù)認(rèn)為，在焊后熱處理的高溫下：

a) 碳遷移會(huì)降低接頭性能；

b) 碳化物和σ相的析出會(huì)導(dǎo)致金屬脆化，耐蝕性降低；

c) 再結(jié)晶會(huì)導(dǎo)致熱影響區(qū)晶粒粗化;

d) 不能達(dá)到完全消除殘余應(yīng)力的目的，只能重新分配。

HG/T 20584征求意見(jiàn)稿中規(guī)定，不同鋼種的鋼材焊接在一起時(shí)，焊后熱處理溫度按焊后熱處理溫度較高的鋼種執(zhí)行，但溫度不應(yīng)超過(guò)任何鋼種的下限。 相變點(diǎn)Ac1。

參考

[1] 宋冠宇，趙杰，程增謙，等． 鐵素體污染對(duì)核電用奧氏體不銹鋼表面的影響及對(duì)策。 腐蝕與防護(hù), 2011, 32(10).

[2]潘春旭． 異種鋼焊接性研究現(xiàn)狀與進(jìn)展能源工程焊接國(guó)際論壇論文集，2005。

[3] 閆康平，王桂新，羅春暉． 工藝設(shè)備的腐蝕與防護(hù)。 第三版。 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2016