000Cr10Ni14Si5超纯不锈钢的焊接工艺

    (1)工况  直硝漂白塔中的浓硝酸介质具有极强腐蚀性，即使以高纯铝制造，设备平均寿命也不过半年。000Cr10Ni14Si5超纯不锈钢具有极强抗高温浓硝酸腐蚀性能，而且耐热性和力学性能优异，是直硝漂白塔的理想用材。其化学成分和力学性能见表5-43。

    表5-43    000Cr10Ni14Si5钢的化学成分和力学性能

   (2)焊接性分析  Si是浓硝酸介质的主要钝化元素，奥氏体不锈钢在固溶状态下对浓硝酸的腐蚀率，几乎完全取决于Si含量，而与Cr、Ni等含量无关。研究表明，在浓硝酸介质中高Cr不仅无益，反而有害。故该钢Cr含量甚至低于不锈钢要求的至少12%的水平。而Ni含量的提高则是为了使钢仍具有奥氏体组织，同时控制C、P、S等有害杂质达到超纯级。但高Ni易使Si产生偏析，且与P、S等形成低熔点共晶，使热裂倾向增加。故该钢焊接性的主要关键在于保证接头的抗高温浓硝酸腐蚀能力以及避免热裂。

   (3)焊接工艺  如所周知，A+少量F的组织有利于提高抗热裂能力，经试验，采用含φ（F相）6%~12%的超低碳焊丝HC8A（表5-44），双面保护TIG焊，在低热输入和焊接区清洁度得到保证前提下，接头性能可以达标。为此，根据以上原则对厚度为8mm试板作了焊接工艺评定。评定设计的焊接坡口如图5-12所示，焊接参数见表5-45。试板RT探伤Ⅰ级，σb=740MPa，冷弯(d=4a，180°)合格，并通过了GB/T 4334. 5-2000《不锈钢硫酸一硫酸铜腐蚀试验方法》。

    图5-12    焊接工艺评定的焊接坡口

    表5-44    HC8A焊丝的化学成分（质量分数，%）

    表5-45    厚度为8mm 000Cr10Ni14Si5焊接参数

   (4)生产应用  按上述焊接工艺评定的要求和焊接参数所焊接的直硝漂白塔，已安全运行三年以上，可见焊接工艺是完全合适的。设备寿命比传统以高纯铝制造的提高6倍以上，经济效益不言而喻。

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