耐磨板按組織可分為四類:奧氏體耐磨板、鐵素體耐磨板、馬氏體耐磨板和雙相耐磨板。奧氏體耐磨板的生產(chǎn)量和使用量約占耐磨板總產(chǎn)量的70%,是最重要的耐磨鋼板。奧氏體耐磨板中一般都含有較多的Cr和Ni這兩種元素。與其他耐磨板相比,奧氏體耐磨板除了具有極好的抗腐蝕性之外,還具有生物相容性,良好的成型性和可焊性,好的塑性、韌性,而且具有無磁性的特點(diǎn),是一種性能十分優(yōu)良的材料。因而在石油化工、生物醫(yī)學(xué)、食品、海洋等許多領(lǐng)域中都得到廣泛應(yīng)用。
奧氏體耐磨板有很多優(yōu)點(diǎn),但在焊接過程中往往會出現(xiàn)一些影響材料性能的缺陷,比如產(chǎn)生嚴(yán)重的焊接接頭晶間腐蝕、應(yīng)力腐蝕、出現(xiàn)熱裂紋現(xiàn)象等。這些缺陷一旦發(fā)生,在使用過程中必將影響設(shè)備的使用壽命,造成安全隱患。研究者們在對奧氏體耐磨板焊接過程中常出現(xiàn)的缺陷進(jìn)行分析探討的基礎(chǔ)上,提出了減少或防止缺陷產(chǎn)生的措施。對提高奧氏體耐磨板的使用壽命、拓展其應(yīng)用領(lǐng)域,具有重要的意義和參考價值。
影響奧氏體耐磨板焊接質(zhì)量的因素是多方面的,主要有材料、工藝和環(huán)境。晶間腐蝕是耐磨板在焊接過程中,最易發(fā)生的問題,通過調(diào)整焊材和母材中C元素的百分含量,并適當(dāng)添加鐵素體形成元素,在合適的焊接條件及正確的焊后處理下,基本可以避免這種缺陷的發(fā)生。奧氏體耐磨板的含碳量很低,且鋼中加入1%左右的Ti作為穩(wěn)定劑,抑制Cr的碳化物的形成,從而可以消除鋼的晶間腐蝕傾向。
材料應(yīng)力腐蝕開裂是在應(yīng)力和腐蝕環(huán)境的共同作用下引起的破壞,所以可以分別從環(huán)境和應(yīng)力兩個方面采取措施,防止應(yīng)力腐蝕的發(fā)生。一方面,改變與材料接觸的腐蝕環(huán)境,是防止應(yīng)力腐蝕的一個有效措施。另一方面,減少或消除殘余應(yīng)力是防止應(yīng)力腐蝕的另一有效措施。應(yīng)力腐蝕的發(fā)生,主要是因為奧氏體耐磨板的導(dǎo)熱率小、線膨脹系數(shù)大的性質(zhì)決定的,通過焊后增加退火工藝的方式減小其發(fā)生的幾率,不能退火的情形可以通過采用合適的焊接工藝加以改善,同時避免接觸含有鹵素的腐蝕溶液并控制溶液中的氧含量。
奧氏體耐磨板的熱裂主要受合金成分、金相組織及焊接應(yīng)力的影響,因此可以通過調(diào)節(jié)焊材的合金成分,控制存在的金相組織和采用合適的焊接工藝來加以控制。對耐磨板脆化的情況,可以通過調(diào)整合金成分加以避免和改善。從材料、工藝等方面采取適當(dāng)?shù)拇胧?,將大大提高奧氏體耐磨板的使用壽命,具有重要的經(jīng)濟(jì)意義。