浙江至德鋼業有限公司對雙相不銹鋼(gang)焊接熱影響區（HAZ)的相轉變及析出相分析結果如下：
1. 熱影響(xiang)區相變(bian)特點
雙相及超(chao)級雙相不銹鋼(gang)在供貨狀態（通常是1050~1100℃水淬固熔處理），其相比例是F:A=50:50,這是由其化學成分和熱處理工藝決定的理想狀態。而焊接是一個再加熱過程，全部熱循環包括加熱和冷卻兩個階段，在加熱階段將發生奧氏體向鐵素體的轉變，在緊鄰焊縫熔合線的1370℃以上部分，將形成以鐵素體為主或完全鐵素體的組織。而在隨后冷卻階段再次發生鐵素體→奧氏體的轉變，但這一轉變通常不能達到未焊之前F:A=50:50的理想相比例，這是因為焊接熱循環進行得很快，焊后自然狀態不能充分完成鐵素體轉變為奧氏體的過程。一般熱影響區達到30%以上的奧氏體即可認為達到了符合要求的相比例（如圖2-15).因為奧氏體通常在鐵素體晶內和晶界形成并環繞鐵素體，就可滿足防止鐵素體晶粒長大以及改善HAZ的塑性和耐蝕性能的要求。
熱(re)(re)影響(xiang)區的(de)(de)(de)(de)相比例與焊(han)接(jie)(jie)熱(re)(re)輸入有(you)密切關系，采用高熱(re)(re)輸入焊(han)接(jie)(jie)時，熱(re)(re)影響(xiang)區在高溫停(ting)留的(de)(de)(de)(de)時間較長，有(you)利(li)(li)于F→A轉變，從(cong)而(er)對保證熱(re)(re)影響(xiang)區的(de)(de)(de)(de)相比例有(you)利(li)(li)，當焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭需(xu)要(yao)(yao)二道以上的(de)(de)(de)(de)多道多層焊(han)時，焊(han)接(jie)(jie)熱(re)(re)影響(xiang)區經過二次以上的(de)(de)(de)(de)循環，從(cong)而(er)增加了高溫1000℃以上停(ting)留時間，更有(you)利(li)(li)于F→A的(de)(de)(de)(de)進一步轉變，熱(re)(re)影響(xiang)區的(de)(de)(de)(de)性(xing)能(neng)更加理想。采用低熱(re)(re)輸入焊(han)厚截面的(de)(de)(de)(de)工件時，熱(re)(re)影響(xiang)區可能(neng)得到過量的(de)(de)(de)(de)鐵(tie)素體。因此控制(zhi)焊(han)接(jie)(jie)熱(re)(re)輸入，是保證焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭性(xing)能(neng)的(de)(de)(de)(de)最重(zhong)要(yao)(yao)的(de)(de)(de)(de)措施，所以從(cong)改善熱(re)(re)影響(xiang)區性(xing)能(neng)來看也要(yao)(yao)嚴格控制(zhi)焊(han)接(jie)(jie)規范。
2. 析出相
雙相不銹鋼(gang)在溫度低于1000~280℃的范(fan)圍(wei)內、不會發生(sheng)F→A的轉變，但(dan)有可能析出(chu)(chu)有害的金屬間化(hua)合物、碳(tan)化(hua)物、氮化(hua)物等(deng)。圖2-16是22.5.3雙相不銹鋼(gang)的等(deng)溫轉變（TTT)圖，表(biao)明(ming)在HAZ溫度降到1000℃以(yi)下有可能發生(sheng)的析出(chu)(chu)相情況。圖2-17是超(chao)級雙相鋼(gang)連續冷(leng)卻時(shi)的冷(leng)卻速度和(he)析出(chu)(chu)相的關(guan)系。
在1000~600℃之間可能析出X、σ相以及Cr2N 特別是X析出時間更短（見圖2-17)。如圖中所示的冷卻速度1000℃/h和650℃/h，X、σ相來得及析出，所以為了防止X、σ相的析出，在低于1000℃以后冷卻速度應當很快。而現代雙相不銹鋼的碳含量控制得均很低（通常實際產品C≤0.02%),因此熱影響區的Cr23C6的析出并不突出。Cr2N、C+N這類氮化物在鐵素體基體上和晶界形成可引起脆化，這種情況往往是由于鐵素體相中過飽和的氮的影響。通常含氮高的2507超級雙相鋼HAZ發現Cr2N、CrN的機會多一些。
多道焊接時(shi)，HAZ多次經受熱循(xun)環的(de)(de)(de)(de)影響，其受熱時(shi)間(jian)是累計的(de)(de)(de)(de)，所以有害的(de)(de)(de)(de)金屬間(jian)化合物（σ、X)氮化物的(de)(de)(de)(de)析出更(geng)加容易(yi)。
在(zai)500~280℃的溫(wen)(wen)度(du)范圍(wei)內會引(yin)起α'相(xiang)形(xing)成的有序化轉(zhuan)變過(guo)程，但需要較長的保溫(wen)(wen)時(shi)(shi)間。在(zai)475℃時(shi)(shi)轉(zhuan)變過(guo)程時(shi)(shi)間最短，在(zai)280℃溫(wen)(wen)度(du)條件下雙(shuang)相(xiang)和超級雙(shuang)相(xiang)不銹鋼焊縫金屬長時(shi)(shi)間（超過(guo)10000 h)保溫(wen)(wen)，表現(xian)出嚴(yan)重(zhong)脆(cui)化現(xian)象(xiang)。說明(ming)雙(shuang)相(xiang)鋼焊件的使用溫(wen)(wen)度(du)不應(ying)超過(guo)280℃。
綜(zong)上(shang)(shang)(shang)所述(shu)，雙相不銹鋼(gang)的(de)焊(han)(han)接(jie)比較(jiao)復雜。無論是(shi)對于(yu)焊(han)(han)縫還(huan)是(shi)焊(han)(han)接(jie)熱影響區(qu)，都希望(wang)焊(han)(han)后(hou)在高溫區(qu)的(de)冷卻速(su)度(du)不要(yao)過快，以(yi)便于(yu)鐵素體向奧(ao)(ao)氏體轉變（最好(hao)形(xing)成30%以(yi)上(shang)(shang)(shang)的(de)奧(ao)(ao)氏體）。而同時又希望(wang)焊(han)(han)后(hou)在低溫（1000℃以(yi)下(xia)）階段冷卻速(su)度(du)要(yao)盡可能快，防止有害的(de)金屬(shu)間化合物的(de)析出。為此通(tong)常是(shi)在遵照(zhao)表(biao)2-16推薦的(de)焊(han)(han)接(jie)熱輸人基礎(chu)上(shang)(shang)(shang)，根據(ju)具體的(de)結構、鋼(gang)材的(de)厚度(du)、接(jie)頭形(xing)式、焊(han)(han)接(jie)工藝制定焊(han)(han)接(jie)規(gui)范(fan)，通(tong)過工藝試驗或工藝評定，最終選(xuan)擇合適的(de)焊(han)(han)接(jie)參(can)數。
