如何解决Cr13马氏体不锈钢补焊区熔合线磁痕显示问题？

2023-06-28 理论教育版权反馈

【摘要】：磁痕显示现象Cr13马氏体不锈钢补焊后的补焊区在磁粉检验时出现磁粉堆积现象，但当采用着色检测时又没有任何痕迹，这就是所谓“伪磁痕现象”。磁悬液浓度过大或施加方式不当也会产生假磁痕。由于Cr的聚集在熔合区使其组织发生了变化，残留了一定量奥氏体和非磁性的夹杂物。另外，由于补焊过程局部淬硬，随后的去应力退火温度偏低，出现非正常组织，从而出现伪磁痕现象磁痕显示。

（1）磁痕显示现象Cr13马氏体不锈钢补焊后的补焊区在磁粉检验时出现磁粉堆积现象，但当采用着色检测时又没有任何痕迹，这就是所谓“伪磁痕现象”。

（2）磁痕现象的原因分析磁痕显示的出现可能有以下原因：

1）假磁痕或称为伪磁痕。假磁痕不是由漏磁场产生的磁痕，通常由铸钢件表面粗糙、磁粉或磁悬液积存在表面凹处、氧化皮、锈蚀、油污、油漆残留及其他黏附物引起，可通过清洗铸钢件予以消除。磁悬液浓度过大或施加方式不当也会产生假磁痕。

2）非相关磁痕。非相关磁痕不是由缺陷引起的漏磁场产生的磁痕，极易与缺陷磁痕相混淆。产生非相关磁痕的原因有：铸钢件截面突变；由加工和处理工艺产生的金属流线、划伤、刀痕、加工硬化、铸钢件残余应力、带状碳化物组织、金相组织不均匀等；磁写（已磁化铸钢件相互摩擦或被钢块擦划）；两种材料交界处磁导率突变；采用通电法和支杆法磁化时在电极处电流密度过大，采用磁轭法磁化时磁极与铸钢件接触处漏磁。

磁痕堆积部位为金属经受过摩擦、挤压而造成的痕迹，根据金相学原理，受到摩擦、挤压的局部金属因塑性变形而产生加工硬化及应力集中效应。其原因是叶片在加工过程中受力后，滑移面附近的晶粒或部分晶体的正常晶格被挤乱或破碎，因这些晶格破碎及邻近的被挤乱歪扭的晶格而导致有较大的内应力残存，并造成滑移面的凹凸不平，使变形抗力增大，局部地区（叶片内弧底部）的磁导率变低了，这样在内弧底部出现漏磁而产生磁粉堆积现象。

3）焊缝的成分与母材成分有差别（主要是Cr、Ni），焊接过程焊缝与母材熔合后，由于成分不可能完全一致，在焊接高温过程相互迁移，特别是Cr的迁移，使其过多的聚集在熔合区附近，并凝固下来形成焊缝。由于Cr的聚集在熔合区使其组织发生了变化，残留了一定量奥氏体和非磁性的夹杂物。

另外，由于补焊过程局部淬硬，随后的去应力退火温度偏低，出现非正常组织（回火马氏体），从而出现伪磁痕现象磁痕显示。这种情况只要通过采取一定措施，比如局部高温火焰加热或采用焊前预热，焊后提高去应力处理温度是可以将造成伪磁痕现象的原因消除。

根据分析材料学的原理，马氏体不锈钢中铁与铬元素所形成的合金有较大的时效倾向，具有较大的磁矫顽力。而淬火后的马氏体组织能使矫顽力显著增大，因为在获得马氏体组织的同时也会残留一定量的奥氏体和非磁性的夹杂物，这些残留奥氏体和非磁性夹杂物越多，则磁性越大。另一方面，从金属学原理角度看，不同的金相组织，其磁导率是不一样的，马氏体组织的磁导率高于索氏体组织，因此在两种组织的分界面处，由于组织结构不均匀，磁导率差异而产生磁痕显示。

如何解决Cr13马氏体不锈钢补焊区熔合线磁痕显示问题？

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