近年來(lái)由于不銹鋼的優(yōu)良特性，不銹鋼行業(yè)迅猛發(fā)展，同時(shí)帶動(dòng)了不銹鋼封頭的發(fā)展。不銹鋼封頭的加工工藝一般分為冷加工和熱加工兩種。冷加工封頭形狀規(guī)整，尺寸準(zhǔn)確且一致性好，加工過程中不會(huì)發(fā)生材質(zhì)劣化，特別不適合不銹鋼封頭加工。但冷加工有時(shí)也會(huì)降低不銹鋼的抗蝕能力，這種影響是相當(dāng)特殊的，取決于化學(xué)成分、冷加工程度及均勻性、后續(xù)的熱處理及環(huán)境的介質(zhì)等。冷加工成型的不銹鋼封頭熱處理后母材部分出現(xiàn)細(xì)小裂紋是什么原因?qū)е碌哪?

1.結(jié)果討論及分析

根據(jù)檢測(cè)結(jié)果, 基本可以判定該不銹鋼封頭母材發(fā)生了晶間腐蝕, 在受力之后產(chǎn)生晶間應(yīng)力腐蝕開裂。造成這種開裂的原因經(jīng)分析討論, 存在以下幾種可能:

(1) 夾雜物的影響。不同形態(tài)的夾雜物混雜在金屬內(nèi)部, 在一定程度上會(huì)破壞金屬的連續(xù)性和完整性, 且由于夾雜物同金屬之間的結(jié)合情況不同、彈性和塑性的不同以及熱膨脹系數(shù)的差異, 常使金屬材料的力學(xué)性能和耐蝕性等受到顯著影響, 同時(shí)也常常影響加工零件的表面質(zhì)量和加工工具的壽命。

(2) 熱處理工藝的影響。該S30408不銹鋼封頭在成型后又經(jīng)過1 000℃熱處理, 且在空氣中緩慢冷卻。就冷卻速度而言, 重要的不是冷卻速率本身, 而是封頭通過敏化區(qū)間所經(jīng)歷的時(shí)間, 已知奧氏體不銹鋼在550~850℃緩慢冷卻時(shí), 晶界有高鉻的碳化物Cr23C6析出, 造成碳化物鄰近部分貧鉻, 引起晶間腐蝕的傾向。這種腐蝕使晶粒間的結(jié)合力大大削弱, 嚴(yán)重時(shí)可使機(jī)械強(qiáng)度完全喪失, 因此遭受這種腐蝕的不銹鋼, 經(jīng)不起輕輕敲擊便破碎成細(xì)粒。

要防止或減緩晶間腐蝕應(yīng)采用如下措施:

(1) 通過適當(dāng)改變?cè)O(shè)計(jì), 不改變鋼號(hào), 往往可以清理因腐蝕引起的失效, 要考慮的因素包括接頭設(shè)計(jì), 表面連續(xù)性及應(yīng)力集中。

(2) 如必須熱處理, 則需選擇合適的熱處理工藝, 考慮在熱處理溫度下的組織穩(wěn)定性。表面必須清潔、無(wú)油、油脂、油漆等含碳物質(zhì), 因?yàn)檫@些物質(zhì)在高溫時(shí)可能被吸收而增加含碳量。

綜上分析，應(yīng)用S30408不銹鋼制作封頭, 需盡量避免由材料質(zhì)量、晶間腐蝕等帶來(lái)的不良影響。晶間腐蝕是造成開裂的主要原因, 因此在加熱過程特別是在焊接時(shí), 應(yīng)盡量避免敏化溫度區(qū) (450~850℃) , 在敏化溫度區(qū)停留時(shí)間越短, 發(fā)生晶間腐蝕的幾率越小。同時(shí)可采取固溶熱處理、穩(wěn)定化處理等措施來(lái)防止晶間腐蝕。