奥氏体不锈钢牌号

第一章 材料的焊接性分析

奥氏体不锈钢是不锈钢中最重要的钢种，生产量和使用量约占不锈钢总产量及用量的70%，该类钢是一种十分优良的材料，有极好的抗腐蚀性和生物相容性，因而在化学工业、沿海、食品、生物医学、石油化工等领域中得到广泛应用。

本次课设题目(单晶炉副炉室的焊接)中的各部件材料是：304L（00Cr19Ni10）（包括上法兰、下法兰、内炉筒）； 1Cr18Ni9Ti(包括外炉筒、水咀座)；且它们都是18-8型奥氏体不锈钢。是奥氏体不锈钢的基本钢种。 1 奥氏体不锈钢的焊接特点

奥氏体不锈钢是石油化工生产中应用最为广泛的金属材料之一，其焊接

性能良好，但在焊接过程中也容易产生不少问题，主要表现为以下几种：

① 晶间腐蚀

奥氏体不锈钢焊接件容易在焊接接头处发生晶间腐蚀，根据贫铬理论，

其原因是焊接时焊缝和热影响区在加热到450～850℃温度范围停留一定时间的接头部位，在晶界处析出高铬碳化物（Cr23C6），引起晶粒表层含铬量降低，形成贫铬区，在腐蚀介质的作用下，晶粒表层的贫铬区受到腐蚀而形成晶间腐蚀。这时被腐蚀的焊接接头表面无明显变化，受力时则会沿晶界断裂，几乎完全失去强度。

为防止和减少焊接接头处的晶间腐蚀，一般采取的防止措施有： （

奥氏体不锈钢板材的焊接工艺设计

奥氏体不锈钢304具有非常好的塑性和韧性，这决定了它具有良好的弯折、卷曲和冲压成型性，因而便于制成各种形状的构件、容器或管道。奥氏体不锈钢韧性、塑性好，焊接时不会发生淬火硬化，尽管其线膨胀系数比碳钢大得多，焊接过程中弹塑性应力应变量很大，却极少出现冷裂纹；尽管有很强的加工硬化能力，由于焊接接头不存在淬火硬化区，即使受焊接热影响而软化的区域，其抗拉强度仍然不低。

304钢的热胀冷缩特别大所带来的焊接性问题主要有两个：一是焊接热裂纹，这与奥氏体不锈钢的晶界特性和对某些微量杂质如硫、磷等敏感有关；二是焊接变形大。

1 焊前准备

基于以上的种种考虑，所采用的焊接设备、焊接评定用材料、试板坡口型式等如下。 1.1 焊接设备

设备选用日本产（OTC）P-300交直流氩弧焊机，焊接电源为直流陡降外特性，由2只流量计来控制正面和背面的保护气体。 1.2 焊接评定用材料

对厚度为4mm的304板进行焊接工艺试验。其化学成分和机械性能列于表1；填充金属用ER308L的焊丝，其化学成分和机械性能见表2；焊接用保护气体分析见表3。

表1 304化学成分（％）和机械性能

摘要：当今随着石油、化工、医药及其他工业的不断发展，对耐腐蚀性的设备需求越来越多，更多的不锈钢设备在化工企业得以广泛的应用，在工业的应用上成逐年上升的趋势。然而在工作中，我们常常遇到晶间腐蚀，应力腐蚀，过热裂纹等问题。我们通过分析不锈钢的分类和不锈钢在生活中的应用，再谈及奥氏体不锈钢的的焊接性分析，指出晶间腐蚀、热裂纹、应力腐蚀开裂、焊缝成形不良等是焊接时易出现的问题。可从制定合理的焊接工艺，包括焊条选择、焊接工艺参数、焊后处理等方面确保奥氏体不锈钢的焊接质量。

关键词：奥氏体不锈钢 焊工艺 质量缺陷 质量控制

1

西安理工高等技术学院毕业设计

目录

摘要 ............................................................. 1 一． 奥氏体不锈钢 ................................................ 4

（一）奥氏体不锈钢的定义 ..................................... 4 （二）奥氏体不锈钢的型号 ..................................... 4

国内外常用不锈钢牌号对照表

序号 中国 日本 美国 英国 德国 法国

1 1Cr18Mn8Ni5N SUS202 202,S20200 284S16 X12CrNi177 Z12CN17.07 2 1Cr17Ni7 SUS301 301,S30100 301S21 X12CrNi188 Z10CN18.09 3 1Cr18Ni9 SUS302 302,S30200 302S25 X5CrNi189 Z6CN18.09 4 0Cr18Ni9 SUS304 304,S30300 304S15 X2CrNi189 Z2CN18.09 5 00Cr19Ni10 SUS304L 304L,S30403 304S12 Z5CN18.09A2 6 0Cr19Ni9N SUS304N1 304N S30451 X2CrNiN1810 Z2CN18.10N

7 00Cr18Ni10N SUS304LN X5CrNi1911 Z8CN18.12 8 1Cr18Ni12 SUS305 305,S30500 305S19

9 0Cr23Ni13 SUS309S 309S,S30908

10 0Cr25Ni20 SUS310S 310S,S31

焊接, 工艺,资料

学术与经验甲

奥氏体不锈钢蔡祥通

。

的焊接

一前言。

、

。

说明

规范认为该材料研制已经成功。

,

是,

公司研制的一种新型高含

并有可靠的使用经验。

金纯奥氏体不锈钢因其在酸性有腐蚀的介质和含

也由下述标准引用,,,,,

离子中具有优良的耐晶间腐蚀性能同时具有,

优良的抗点蚀缝隙腐蚀和应力腐蚀开裂的性能,

。

,

,

,

在生产可发性聚苯乙烯工厂中应用于脱盐水的生

规范,

成含、

离子及膨胀罐空压罐等压力容器中

、

。

二材料简介

,

标准及应用实例的卷中为其指定一,

为组别一

,

第,。

,

锅炉和压力容器规范中较多引用了这种材料如,

化学成分。

第

卷《压力容器》一册第

。

而且规范实例中也给,

的化学成分见表

出三个采用该材料的例子表元素翎标值准于小、

一

,

一

,

一

“

、

的、

卜

、

典值行

力学性能表占占

的力学性能见表

翁

申

标准值

成形和加工性能由表可知,,

有许多特殊的地方。

。

是一种高强度韧性的奥。

冷成行

氏体不锈钢比

强度高约

因此其成形,

剪切弯曲拉伸挤压等工艺方法都可以采用常规的用于奥氏体不锈钢的标准设备来实现因此,

、

、

、

和加工性能既有常规奥氏体不锈钢相似的一面又

汕头科技

焊接, 工艺,资料

甲学术与经验成行很容易但与其他奥氏体不锈钢一样冷加工,,

焊接境温度低于,

时一般不需要预热,

。

但如果环

后迅速加工硬化而且由于强

不锈钢牌号最新国家标准No 中国GB 旧牌号 新牌号(07.10) 日本 JIS 美国 ASTM UNS 韩国 KS 欧盟BS EN 印度 IS 澳大利 亚AS 中国台 湾 CNS

奥氏体不锈钢1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 1Cr17Mn6Ni5N 1Cr18Mn8Ni5N 1Cr17Ni7 0Cr18Ni9 00Cr19Ni10 0Cr19Ni9N 0Cr19Ni10NbN 00Cr18Ni10N 1Cr18Ni12 0Cr23Ni13 0Cr25Ni20 0Cr17Ni12Mo2 0Cr18Ni12Mo3Ti 00Cr17Ni14Mo2 0Cr17Ni12Mo2N 00Cr17Ni13Mo2N 0Cr18Ni12Mo2Cu2 12Cr17Mn6Ni5N 12Cr18Mn9Ni5N 12Cr17Ni7 06Cr19Ni10 022Cr19Ni10 06Cr19Ni10N 06Cr19Ni9NbN 022Cr19Ni10N 10Cr18Ni12 06Cr23Ni13 06Cr25Ni20 06Cr17Ni12Mo2 06Cr17Ni12Mo2Ti 022Cr17

双相不锈钢分类、牌号及标准

双相不锈钢一般可分为低合金型、中合金型、高合金型和超级双相不锈钢型四类。 常用双相不锈钢牌号和各国牌号的近似值对照如下表：

常用双相不锈钢的性能： 1．化学成分（%）

2．机械性能：

双相不锈钢简介

双相不锈钢是指它的微观组织是由铁素体相和奥氏体相二组成的材料，二相各约占50%。在实际使用中其中一相约在40-60%之间较为合适。

根据两相组织的特点，通过正确控制化学成分和热处理工艺，将奥氏体不锈钢所具有的优良韧性和焊接性与铁素体不锈钢所具有的较高强度和耐氯化物应力腐蚀性能结合在一起，使双相不锈钢成为一类集优良的耐腐蚀、高强度和易于加工制造等诸多优异性能于一身的钢种。它们的物理性能介于奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢之间，但更接近于铁素体不锈钢和碳钢。双相不锈钢的耐氯化物孔蚀和缝隙腐蚀能力与铬、钼和氮含量有关，其耐孔蚀和缝隙腐蚀能力可以类似于316不锈钢，或者高于海水用不锈钢如6%MO奥氏体不锈钢。所有的双相不锈钢耐氯化物应力腐蚀断裂的能力均明显强于300系列奥氏体不锈钢，而且其强度也大大高于奥氏体不锈钢，同时表现出良好的塑性和韧性。

双丰不锈钢各种产品形式： 板材和带材 管---焊管和无缝管 锻材 管件和法兰 棒和

第3 0卷第 4期 20 09年 8月

特殊钢S E AL S E P CI T EL

Vo . 0 No 4 13 . .

Au u t 2 0 g s 0 9 4 5

工艺材料进展

高氮奥氏体不锈钢的研究进展刘海定王东哲魏捍东李永友胥忠伟孙威(国家仪表功能材料工程技术研究中心，重庆仪表材料研究所，重庆 4 00 ) 0 7 0

摘

要

高氮奥氏体不锈钢由于具有强度高、韧性好、磁、无耐腐蚀性能佳及晶间腐蚀敏感性低等诸多独特优

点而得到越来越广泛的应用，基础理论和制造技术方面的研究仍相对落后。文中分析了高氮奥氏体不锈钢的研但发历程和冶金理论现状，述了高氮奥氏体不锈钢的钢种、分、综成制造工艺和力学性能，以及该钢的发展与展望。 关键词高氮钢奥氏体不锈钢冶炼工艺力学性能发展与展望

Re e r h Pr g e si ih Nir g n Au tn t t i ls t e s a c o r s n H g t o e se ie S an e sS e lL u Had n,Wa g D n z e i i i g n o g h,W e n o g,L o g o i Ha d n iY n y u,Xu Z o g e n u e

国际及国内不锈钢密度及牌号对照表

不 锈 钢 牌 号 对 照 表

中国 GB1220-92[84] GB3220-92[84] 1Cr17Mn6Ni5N 1Cr18Mn8Ni5N -2Cr13Mn9Ni4 1Cr17Ni7 -1Cr17Ni8 1Cr18Ni9 1Cr18Ni9Si3 Y1Cr18Ni9 Y1Cr18Ni9Se 0Cr18Ni9 00Cr19Ni10 0Cr19Ni9N 00Cr19Ni10NbN 00Cr18Ni10N 1Cr18Ni12 [0Cr20Ni10] 0Cr23Ni13 0Cr25Ni20 0Cr17Ni12Mo2N 0Cr17Ni12Mo2 00Cr17Ni14Mo2 0Cr17Ni12Mo2N 00Cr17Ni13Mo2N 0Cr18Ni12Mo2Ti 0Cr18Ni14Mo2Cu2 00Cr18Ni14Mo2Cu2 0Cr18Ni12Mo3Ti 1Cr18Ni12Mo3Ti 0Cr19Ni13Mo3 00Cr19Ni13Mo3 0Cr18Ni16Mo5 0Cr18Ni11Ti 1Cr18Ni9Ti 0Cr18Ni11Nb 0Cr18Ni13Si4 0Cr18Ni9Cu3

日本 JIS

美国 AISI UNS

英国 B

元素含量对奥氏体不锈钢性能的影响

奥氏体不锈钢含有较多的Cr、Ni、Mn、N等元素。与铁素体不锈钢和马氏体不锈钢相比，奥氏体不锈钢除了具有较高的耐腐蚀性外，还有许多优点。它具有很高的塑性，容易加工变形成各种型材，如薄板、管材等；加热时没有同素异构转变，即没有γ和α之间的相变，焊接性好；低温韧性好，一般情况下没有冷脆倾向；奥氏体不锈钢不具有磁性。由于奥氏体不锈钢的再结晶度比铁素体不锈钢的高，所以奥氏体不锈钢还可以用于550℃以上工作的热强钢。

奥氏体不锈钢是应用最广的不锈钢，约占不锈钢总产量的2/3。由于奥氏体不锈钢具有优异的不锈钢酸性、抗氧化性、高温和低温力学性能、生物相容性等，所以在石油、化工、电力、交通、航天、航空、航海、能源以及轻工、纺织、医学、食品等工业上广泛应用。

1. 高钼（Mo＞4%）奥氏体不锈钢

高钼奥氏体不锈钢的典型代表是：00Cr18Ni16Mo5和00Cr18Ni16Mo5N。因为含钼量高，所以在耐还原性酸和耐局部腐蚀方面性能有很大提高，可用于更加苛刻的腐蚀环境中。含氮00Cr18Ni16Mo5N钢，由于氮的加入，奥氏体更加稳定，由于铁素体的生成，σ（χ）等脆性相的析出受到一定抑制。

00Cr20Ni25Mo4.5Cu由