钛合金与不锈钢焊接要过渡合金?
来源：学生作业帮助网 编辑：六六作业网 时间：2024/12/22 16:18:27
钛合金与不锈钢焊接要过渡合金?
钛合金与不锈钢焊接要过渡合金?
钛合金与不锈钢焊接要过渡合金?
1 钛及钛合金/不锈钢的焊接性分析
1.1 钛及钛合金的焊接性
钛及钛合金的化学活性大,400℃以上时即使在固态情况下也极易被空气、水分、油脂、氧化皮等污染,吸收O、N、H、C等,使焊接接头的塑性及冲击韧度下降,并易引起气孔；其熔点高、热容量小、热导率小的特点,使焊接接头易产生过热组织,晶粒变得粗大,特别是β钛合金,易引起塑性降低；溶解于钛中的氢在320℃时和钛会发生共析转变,析出TiH ,
引起金属塑性和冲击韧度的降低,同时发生体积膨胀而引起较大的应力,严重时会导致冷裂纹产生；氢在钛中的溶解度随温度升高而下降,焊接时沿熔合线附近加热温度高,会引起氢
的析出,因此气孔常在熔合线附近形成；钛及钛合金的弹性模量相对较小所以焊接残余变形较大,并且焊后变形的矫正也较为困难.
1.2 不锈钢的焊接性
由于不锈钢本身所具有的特性,与普碳钢相比不锈钢的焊接及切割有其特殊性,更易在其焊接接头及其热影响区（HAZ）产生各种缺陷.焊接时要特别注意不锈钢的物理性质.马
氏体型不锈钢进行焊接时,由于热影响区中被加热到相变点以上的区域内发生a-r（M）相变,因此存在低温脆性、低温韧性恶化、伴随硬化产生的延展性下降等问题.一般来讲铁素
体型不锈钢有475℃脆化、700~800℃长时间加热下发生σ相脆性、夹杂物和晶粒粗化引起的脆化、低温脆化、碳化物析出引起耐蚀性下降以及高合金钢中易发生的延迟裂纹等问题.奥
氏体型不锈钢一般具有良好的焊接性能,但其中镍、钼含量高的高合金不锈钢进行焊接时易产生高温裂纹.另外还易发生σ相脆化,在铁素体生成元素的作用下生成的铁素体易引起低
温脆化,以及耐蚀性下降和应力腐蚀裂纹等缺陷.经焊接后,焊接接头的力学性能一般良好,但当在热影响区中的晶界上有铬的碳化物时极易生成贫铬层,而贫铬层的出现在使用过程
中易产生晶间腐蚀.双相不锈钢的焊接裂纹敏感性较低,但在热影响区内铁素体含量的增加会使晶间腐蚀敏感性提高,因此可造成耐蚀性降低及低温韧性恶化等问题.
1.3 钛及钛合金与不锈钢的综合焊接性
钛及钛合金与不锈钢的物理和化学性能差异显著,连接时易在接头处形成脆性相和较大的内应力,导致接头极易开裂,而且在密度、比热、线膨胀系数、导热系数等物理性能和力
学性能上均有较大差异,必然会降低钛及钛合金/钢连接的牢固性,即使在固态连接方法下,由于线膨胀系数差别较大,也会在焊接接头中引起较大焊接的残余应力,降低接头性能.钛
的化学活性强,在高温下,对氧、氮、氢具有较高的化学亲和力,易形成脆性化合物,使强度显著提高,而塑性和韧性急剧下降,显著地增加脆性断裂倾向及裂纹形成.钛还易与许多其它金属形成金属间化合物,钛与铁易形成金属间化合物TiFe和TiFe .钛/钢焊接时,由于钢中存在的Ni、Cr、C等 元素也能与Ti形成TiNi、TiNi、TiNi、TiCr、TiC等多种金属间化合物脆性相,使焊缝更脆,性能进一步降低.