不平衡和不完全的冶金反應和快速結晶過程,使焊縫存在著成分和組織的不均性,所以組織是不穩定的。在多層焊縫或者雖然是單道焊縫,焊后經熱處理或在某一溫度下長期使用,便有可能發生組織轉變和析出有害的金屬間化合物或碳、氮化物。對于雙相不銹鋼焊縫來說,雖然化學成分與母材相比增加了鎳的含量,焊縫中鐵素體相較低,從而減低了金屬間相析出的傾向和金屬間相引起的有害作用,但是由于焊縫中鉻、鎳、鉬、氮等合金元素在兩相中的分配極不均勻,特別是氮,在奧氏體中以過飽和狀態存在而鐵素體相中氮的含量很少,更增加了組織的不穩定性。
雙相不(bu)銹鋼焊接時,有可能發生三種類型的析出,嚴重時會降低鋼的耐腐蝕性和韌性。這些析出相是:鉻的氮化物(Cr2N、CrN);二次奧氏體(Y2);金屬間相(σ相等)。
關于(yu)氮(dan)(dan)化(hua)物(wu)的(de)(de)析(xi)(xi)出,當(dang)焊(han)縫金屬(shu)鐵素(su)(su)體(ti)(ti)數量過多或為純鐵素(su)(su)體(ti)(ti)組織(zhi)時(shi),很容易有氮(dan)(dan)化(hua)物(wu)的(de)(de)析(xi)(xi)出,這是(shi)由于(yu)在高溫時(shi),氮(dan)(dan)在鐵素(su)(su)體(ti)(ti)中的(de)(de)溶(rong)解度增加(jia),快速(su)冷卻(que)時(shi)溶(rong)解度又下降的(de)(de)緣故。尤(you)其在靠近(jin)焊(han)縫表面的(de)(de)部位,由于(yu)氮(dan)(dan)的(de)(de)損失(shi),使鐵素(su)(su)體(ti)(ti)量增加(jia),氮(dan)(dan)化(hua)物(wu)更容易析(xi)(xi)出,這對焊(han)縫金屬(shu)的(de)(de)耐(nai)腐蝕性有直接的(de)(de)影響(xiang)。焊(han)縫金屬(shu)若是(shi)健(jian)全的(de)(de)兩相組織(zhi),氮(dan)(dan)化(hua)物(wu)的(de)(de)析(xi)(xi)出量很少。因此,為了增加(jia)焊(han)縫金屬(shu)的(de)(de)奧氏(shi)體(ti)(ti)數量,在填充金屬(shu)中提(ti)高鎳、氮(dan)(dan)元素(su)(su)是(shi)有效(xiao)的(de)(de)。
關于二次奧氏體的析出,這在含氮量高的超級雙相不銹鋼(0.3%N2)多層焊接時會出現。由于后續焊道的再加熱,特別是先采用低的熱輸入,后續焊道又采用高的熱輸入時,部分鐵素體會轉變成細小分散的二次奧氏體(Y2).這種Y2也和氮化物一樣會降低焊縫的耐腐蝕性能。
關(guan)于。相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)析(xi)(xi)出,一般(ban)(ban)說(shuo)焊接(jie)(jie)時(shi)采用較(jiao)高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)熱輸(shu)入(ru)(ru)和較(jiao)低的(de)(de)(de)(de)(de)冷(leng)卻(que)速度有(you)(you)利(li)于奧氏體的(de)(de)(de)(de)(de)轉變(bian),減少焊縫金(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)鐵(tie)素(su)體量(liang)。但是(shi)熱輸(shu)人過(guo)高(gao)和冷(leng)卻(que)速度過(guo)慢(man)又(you)會帶來金(jin)屬(shu)間相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)析(xi)(xi)出問(wen)題。一般(ban)(ban)焊縫金(jin)屬(shu)不(bu)(bu)常發(fa)現(xian)有(you)(you)。相(xiang)(xiang)(xiang)析(xi)(xi)出,但在焊接(jie)(jie)材(cai)料或(huo)熱輸(shu)人選用不(bu)(bu)合適時(shi),也(ye)有(you)(you)可能出現(xian)。相(xiang)(xiang)(xiang)。用較(jiao)高(gao)鎳的(de)(de)(de)(de)(de)焊條(tiao)25.10.4.LR焊接(jie)(jie)超級(ji)(ji)雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)SAF2507時(shi),如熱輸(shu)入(ru)(ru)過(guo)高(gao),發(fa)現(xian)有(you)(you)σ相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)析(xi)(xi)出(圖2-14)。這是(shi)因為過(guo)低的(de)(de)(de)(de)(de)鐵(tie)素(su)體量(liang)會集中(zhong)較(jiao)多的(de)(de)(de)(de)(de)鉻、鉬等元素(su),促進金(jin)屬(shu)間相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)析(xi)(xi)出。對(dui)超級(ji)(ji)雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)而言,一般(ban)(ban)熱輸(shu)入(ru)(ru)控制在0.5~1.5kJ/mm范圍(wei),不(bu)(bu)超過(guo)上(shang)限,含(han)鎢和銅的(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)不(bu)(bu)超過(guo)1.0kJ/mm時(shi)(尤其(qi)焊薄板(ban)),不(bu)(bu)會發(fa)生因金(jin)屬(shu)間相(xiang)(xiang)(xiang)析(xi)(xi)出使(shi)韌性下降。這說(shuo)明(ming)超級(ji)(ji)雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang),尤其(qi)是(shi)含(han)鎢、銅的(de)(de)(de)(de)(de)超級(ji)(ji)雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)對(dui)高(gao)熱輸(shu)入(ru)(ru)敏感。

綜上所述,為(wei)了獲(huo)得最(zui)佳的(de)(de)(de)性能結果,一般必須采用足夠高(gao)(gao)的(de)(de)(de)熱(re)輸(shu)(shu)入(ru)以(yi)保證在(zai)焊(han)縫(feng)(包括熱(re)影(ying)響區)奧氏體的(de)(de)(de)再形成,通常焊(han)縫(feng)金(jin)屬的(de)(de)(de)奧氏體量控(kong)制在(zai)60%~70%范圍,但(dan)是為(wei)防止析(xi)出相也(ye)不希望過高(gao)(gao)的(de)(de)(de)熱(re)輸(shu)(shu)人(ren),熱(re)輸(shu)(shu)入(ru)控(kong)制在(zai)0.5~2.0kJ/mm,最(zui)高(gao)(gao)層間溫(wen)度(du)控(kong)制在(zai)150℃為(wei)好。表(biao)2-16是Sandvik推薦的(de)(de)(de)三種典(dian)型雙(shuang)相不銹鋼(gang)(gang)和超(chao)級(ji)雙(shuang)相不銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)焊(han)接熱(re)輸(shu)(shu)入(ru)。熱(re)輸(shu)(shu)人(ren)與材料(liao)的(de)(de)(de)厚(hou)(hou)度(du)也(ye)有關,如對薄壁管(guan)(t=1.5mm)適宜的(de)(de)(de)熱(re)輸(shu)(shu)入(ru)是小于(yu)0.5kJ/mm,對厚(hou)(hou)壁管(guan)最(zui)好選用接近上限的(de)(de)(de)熱(re)輸(shu)(shu)人(ren)值(zhi)。對于(yu)厚(hou)(hou)度(du)不小于(yu)25mm的(de)(de)(de)材料(liao),尤其要注意層間溫(wen)度(du)的(de)(de)(de)控(kong)制,心部的(de)(de)(de)溫(wen)度(du)往(wang)往(wang)高(gao)(gao)于(yu)表(biao)面,根部的(de)(de)(de)沖擊值(zhi)可能會降低。


