强度超 高的马氏体钢如何焊接?

发布时间:2021-09-17 浏览次数:117

 马氏体钢(MS,Martensitic Steel),是目前 工业化生产中强度最高的冷成型钢种。

   马氏体 钢由于其具有较高的强度、硬度及耐磨性,但是耐 腐蚀性能低的特性,在石油 化工领域中主要应用在腐蚀性介质不强的环境中。

   什么是马氏体钢?

   马氏体 钢的显微组织几乎全部为马氏体组织,具有较高的抗拉强度,最高强度能够达到1600MPA,也是目 前再商业化高强度钢板中强度级别最高的钢种。

   马氏体钢的焊接方法

   马氏体 钢根据它的特性,可以采 用除气焊以外的所有熔焊方法进行焊接,像焊条电弧焊、埋弧焊、钨极氩弧焊、熔化极 氩弧焊等这些焊接方法都可以用来焊接马氏体钢。

   但是由 于马氏体钢的冷裂敏感性很大,所以在 焊前必须严格清理焊件、烘干焊条,让焊接 保持低氢甚至超低氢条件。

   当焊接 接头的拘束度较大的时候,最好采 用钨极氩弧焊或者熔化极氩弧焊,这样可 以在近缝区不会过热脆化的情况下适当增大焊接热输入,可以减 少热裂纹的倾向发生。

   马氏体钢的焊接材料

   焊接材 料的选择是根据钢种、焊接方 法和接头的不同来进行选择,同时为 了能够保证使用性能的要求,焊缝的 化学成分最好能够接近母材的成分的焊接材料。

   为了避 免和防止冷裂的情况发生,焊后需 要采用和进行热处理。

   如果焊 件不能进行热处理的时候,就要采用25-20、25-13型奥氏 体钢焊接材料焊接,这样焊 接形成奥氏体焊缝,能够松 弛焊接应力和固溶氢,降低冷裂的倾向。

   奥氏体 焊缝的塑性和韧性比较高,但是强度很低,所以只 能适用于应力不高的静载条件下工作的焊件,也不适 用于高温下工作的焊件。

   马氏体 钢预热和层间温度

   在给马氏体钢焊接时,进行预 热并保持层间温度,是能够 有效防止冷裂纹出现的一项重要工艺措施。在对预 热温度进行把控时,首先考 虑钢中的含碳量,然后是接头的拘束度、填充金 属的成分和焊接方法等。这些都 是决定预热温度的因素。

   如果接头的拘束度大,要提高 预热温度和层间温度,让层间 温度不低于预热温度。

   当然,如果用 奥氏体钢来做焊接材料时,可以看 焊件的厚度来决定用不用预热或者低温预热。

   马氏体钢焊后热处理

   焊后热 处理也是防止冷裂纹的另一种重要工艺手段,当在选 用和母材成分相近的焊接材料的时候,一般来 说都需要进行焊后热处理。

   当然,如果选 用奥氏体钢来做焊接材料时,可不进行焊后热处理。

   同时,为了能 够保证焊后奥氏体能完全转变成马氏体,不能在 焊后直接进行回火处理,必须要 等到接头冷却到Ms点以下 的某个温度并保持在一定时间后,才能进 行高温回火处理。

   但是要注意的是,为了避免冷裂,也不能 在接头冷却到室温后再进行高温回火处理,通常要冷却到100~150℃再进行回火处理。

   马氏体钢的重要性

   马氏体钢具有高硬度、高强度 和耐磨性的优良性能,近年来,通过进行降低含碳量、增加镍含量的方式,能够得 到超级马氏体钢,在国际上,各种在开发低碳、低氮的 超级马氏体钢方面投入巨大。

   马氏体 钢在石油和天然气开采、储运设备、化工等 行业中得到广泛应用,所以,如何焊接马氏体钢,也是非 常重要的一部分。

(来自威能检验)