含氮奧氏體不銹鋼盤管的力學性能及焊接方法種類

浙江至德鋼業有限公司技術人員發現提高奧氏體不銹鋼盤管中的氮含量可以顯著提高材料的力學性能包括屈服強度、抗拉強度、抗蠕變能力抗疲勞的能力以及抗腐蝕磨損的能力，且其韌性和塑性并未因氮含量提高受到負面的影響。

 研究發現，一般不銹鋼盤管固溶處理得到的是低強度材料，采用冷加工的方法提高奧氏體不銹鋼盤管的強度則會伴隨的馬氏體相變，氮元素的加入能有效的解塊這些問題。氮與其他任何溶質相比，可以產生最大的晶格膨脹，氮原子與位錯之間的靜電吸引力，短程有序，促進了平面滑移，平面滑移提高了低周疲勞及蠕變的抗力。低溫條件下含氮奧氏體不銹鋼盤管具有溫度的堆垛層錯能隨溫度下降及自由電子較高的原因，使得低溫下含氮不銹鋼盤管強度極高。氮奧氏體中晶界強化影響大，單一晶體內臨界切分應力隨氮含量的提高而提高，多晶奧氏體鋼中，增加低能邊界，織構明顯發展，強度提高。在高氮不銹鋼盤管中由于氮元素的加入使得不銹鋼盤管的強度得到了明顯的提高，是傳統不銹鋼盤管的2-4倍。對于高氮鋼來說其強化機制主要有固溶強化、細晶強化、應變強化。氮原子在不銹鋼盤管中會引起強烈的晶格畸變，其固溶強化作用強于碳，另外研究結果表明氮固溶強化增加的強度值與氮原子引發的晶格畸變呈現線性關系。研究結果表明高氮奧氏體不銹鋼盤管除了具有較高的強度以外，由于氮不誘導空穴形核位置及鋼加工硬化的特點，它的室溫塑性、沖擊韌性都比較好。氮和錳在不銹鋼盤管中含量的增加會促進脆性斷裂，鎳含量的增加會抑制或者延緩韌脆斷裂；不同晶面的機械孿晶會引起微解理斷裂，最終促使脆斷的發生：同時，位錯滑移導致滑移面互相劃開，從而引發脆性斷裂。

 為了連接不銹鋼盤管，有機械連接方法和冶金連接方法（焊接方法），最近，也有采用合成樹脂等高分子化合物的化學連接方法。在這些連接方法中，對于焊接不銹鋼盤管方法進行分類時，則如表所示。在不銹鋼盤管的連接中，表5.1中的這些方法幾乎都可采用，但是，從經濟性、操作性及焊接接頭性能的觀點來看，最好采用電弧焊、鎢極惰性氣體保護焊、金屬極惰性氣體保護焊。在厚板中，埋弧焊僅次子這些焊接法，也已經被采用，同時，在薄板中，也可采用接觸焊。

 此外，亦可采用原子氫焊、釬焊、銀焊等，在304不銹鋼盤管中，亦可采用氣焊。這樣，雖然在焊接方法上有很多種，但是，在采用這些方法時，重要的是在很好地了解了不銹鋼盤管性能的情況下，選擇適合于使用目的的焊接不銹鋼盤管方法。