焊接缺欠的存在將會直接影響材料的焊接接頭質(zhì)量,使得焊接接頭質(zhì)量下降,性能變差。根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)過程的要求:當(dāng)存在焊接缺欠,即使焊接接頭的質(zhì)量和性能會下降,若缺欠不超過容限標(biāo)準(zhǔn),不會對零件的使用造成影響,這種焊接缺欠是可以被允許的;而焊接缺陷則是在焊接過程中或焊后,焊接接頭區(qū)域形成了不被允許的焊接缺欠,或者說超出了焊接缺欠的容限標(biāo)準(zhǔn),這樣的焊接缺陷將會對焊件的安全使用造成直接影響,應(yīng)盡量避免焊接缺陷的產(chǎn)生和殘留,具有焊接缺陷的焊件應(yīng)當(dāng)進(jìn)行返修或直接被判不合格。焊接缺欠可分為微觀和宏觀兩類缺欠。宏觀缺欠是指那些肉眼可以辨認(rèn)的焊接缺欠,如裂紋、氣孔、夾雜和焊縫幾何形狀偏差等;微觀缺欠主要是焊接金屬中的偏析、夾雜物、夾雜帶等。鐵素體類不銹鋼盤管焊接性的主要問題是如何在焊態(tài)保持足夠的韌度和延展性,主要問題集中在脆化現(xiàn)象和裂紋的控制上。從Thielsch26Demol271的綜述可知:有三種脆化現(xiàn)象影響鐵素體不銹鋼盤管的綜合使用性能:475℃885F)脆化,σ相脆化,高溫脆化。

1475℃脆化

wCr=15%-17%Fe-Cr合金加熱到425-550℃800-1020)溫度區(qū)間會產(chǎn)生嚴(yán)重脆化。溫度低于550℃1020)的條件下,時(shí)效后的鋼材中生成了Cr元素含量較高的α鐵素體和Fe元素含量較高的α鐵素體,而在鐵-鉻平衡相圖上出現(xiàn)這兩類鐵素體的混合區(qū),生成的共格析出物α,鐵素體導(dǎo)致鋼的脆化。Cr含量的變化影響了475℃脆化的速度和程度,高鉻含量的鋼會在較短時(shí)間和較高溫度的條件下發(fā)生475℃脆化,對于中低鉻鐵素體不銹鋼盤管,鉻含量較低,不易形成α'鐵素體,所以達(dá)到475℃脆化所需的時(shí)效時(shí)間較長。而鉻含量最低的不銹鋼盤管405型和409不銹鋼盤管不發(fā)生475℃脆化。

2σ相脆化

σ相是在wCr=20%-70%Fe-Cr合金,由于加熱到500-800℃930-1470)溫度區(qū)間停留而成的。如同475℃脆化一樣,鉻含量越高越有利于形成σ相,且對應(yīng)的速度也越快。當(dāng)不銹鋼盤管中鉻含量低于20%的時(shí)候,一般需要在σ相形成的臨界溫度持續(xù)保溫幾百小時(shí)才能形成σ相。而對于鉻含量較高的材料,則只需要在σ相形成溫度范圍內(nèi)保溫幾小時(shí)34即可形成。

3)高溫脆化

鋼材熱處理過程中,當(dāng)溫度達(dá)到0.7倍熔點(diǎn)并且保持一段時(shí)間時(shí),會發(fā)生高溫脆化現(xiàn)象。該溫度范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于鐵素體不銹鋼盤管正常使用條件下的溫度,因此高溫脆化現(xiàn)象一般發(fā)生在熱機(jī)械加工過程和焊接過程當(dāng)中。鋼材中的CN等微量合金元素,對鐵素體不銹鋼盤管的高溫脆化特性有很強(qiáng)的影響。在高溫狀態(tài)下這些元素在鐵素體或鐵素體+奧氏體母體中以固溶形式存在;在冷卻時(shí)這些間隙原子形成析出物,通常是富鉻碳化物、氮化物和碳氮化物,析出可以發(fā)生在晶間,也可以發(fā)生在晶內(nèi),前者促使晶間腐蝕,后者降低拉伸時(shí)的延性和韌度。高溫脆化產(chǎn)生在保持高溫的時(shí)間段內(nèi),因而晶粒長大也是影響力學(xué)性能的一個(gè)因素。在全鐵素體鋼中,當(dāng)溫度高于1000℃2010)時(shí)晶粒長大十分劇烈,特別是經(jīng)過冷作硬化的鋼。這樣的晶粒粗化程度無法通過熱處理工藝來進(jìn)行細(xì)化晶粒。一般來講,高水平的間隙元素含量(C.NO)是最危險(xiǎn)的因素,因此絕大多數(shù)商業(yè)用鋼含有極低水平的間隙元素。當(dāng)這種元素的含量很低時(shí),晶粒尺寸對高溫脆化現(xiàn)象的影響程度就會增大,即便保持高溫的時(shí)間很短,也會導(dǎo)致晶粒粗化造成嚴(yán)重的高溫脆化。