强度超高的马氏体钢如何焊接?

发布时间:2021-09-17 浏览次数:76

 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)