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如何减小不锈复合钢表面残余应力?

放大字体  缩小字体 发布日期:2013-09-07  浏览次数:148
       中国金属复合材料网:不锈复合钢热处理时,在复合钢交界面上会产生碳元素从基层向复层的扩散,并随温度升高,保温时间增长而加剧。结果在基层一侧形成脱碳层,在不锈钢一侧形成增碳层,使其硬度增高,韧性下降。脱碳层一侧软化,强度降低。基层与复层的热膨胀系数相差很大,在焊接加热、冷却过程中,在钢板的厚度方向上会产生很大的残余应力。这种残余应力在复层的不锈钢表面上形成拉伸应力,成为设备使用过程中产生应力腐蚀开裂等事故的原因,不可忽视。
 
      在不锈复合钢的焊接接头中,既不进行复层的固溶处理,一般也不进行消应力热处理。但是,在极厚的复合钢的焊接中,往往要求采取中间退火和消除应力热处理。消除焊接残余应力的热处理最好在基层焊完后进行,热处理后再焊过渡层和复层。如需整体热处理时,选择热处理温度时一考虑对复层耐蚀性的影响、过渡层组织不均匀性及异种钢物理性能的差异。热处理温度一般为450~650℃(多数情况下是选择下限温度而延长保温时间)。

       奥氏体不锈钢具有良好的耐蚀性,但是焊接接头存在拉应力的情况下,容易引起应力腐蚀裂纹。因此必须设法使其表面残余拉应力减小。减小不锈复合钢表面残余应力的方法有如下几种。
 
① 退火处理 可以减小不锈复合钢表面的残余应力,但是在不锈复合钢中,焊接接头的不锈钢一侧和碳钢一侧的物理化学和力学性能有很大差异,即奥氏体不锈钢的线膨胀系数比碳钢大得多,在退火后的冷却过程中会产生热应力,所以退火并不能达到完全消除不锈钢残余拉伸应力的预期效果。但在相当高的温度下退火时,由于焊缝金属在常温下的屈服应力降低,使不锈钢部分的残余拉伸应力有一定的降低。另外,退火可以消除基层部分的残余应力。
 
② 借助变形法消除应力 对于存在残余拉伸应力的焊接结构件,从外部施加拉伸变形(以弹性变形的大小为限),则存在残余拉伸应力的地方会引起塑性变形而使残余应力降低。从实际效果看,通过应用变形法达到减轻双层不锈复合钢容器上不锈钢部分的残余应力是可行的。
 
③ 喷丸处理 采用喷丸处理双层复合钢的不锈钢部分,使材料表面造成残余压缩应力,从而防止应力腐蚀裂纹的产生。
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