雙相不銹鋼問世以來,其焊接問題始終是一個重要課題。早期開發的雙(shuang)相不銹鋼 06Cr25Ni5Mo1.5等,有較高的碳含量(0.08%~0.10%)和較高的鐵素體含量(約70%),焊接熱影響區(HAZ)幾乎是單相鐵素體組織,必然使其力學性能和耐腐蝕性能變差,從而限制了雙相不銹鋼作為焊接結構件的使用。之后發展了超低碳、含氮的一些雙相不銹鋼022Cr22Ni5Mo3N022Cr25Ni7Mo4WCuN等,具有a相、γ相各占一半最佳兩相比例,并提高了填充材料的鎳含量,使焊縫和焊接HAZ保持有足夠的奧氏體含量,改善了焊接接頭的塑性和耐蝕性,使焊接結構件的應用有了很大的發展。


80.jpg84.jpg


超(chao)級雙(shuang)(shuang)相不銹(xiu)鋼與普通雙(shuang)(shuang)相不銹(xiu)鋼的(de)(de)區別在于含有較低的(de)(de)碳(tan)、較高的(de)(de)鉬和氮(dan)。兩(liang)類鋼焊接HAZ組(zu)織轉(zhuan)變的(de)(de)主要差別為:


(1)根據圖9.84中幾種雙相不銹鋼所處的位置可以看出,超級雙相不銹鋼SAF 2507的α溶解度曲線與凝固線的距離較普通雙相不銹鋼SAF 2205窄,超級雙相不銹鋼單相α區的HTHAZ也要比普通雙相不銹鋼窄,產生單相α區的峰值溫度也要高。在熱循環加熱階段的數秒時間內,高溫區的y相仍可完全溶入α相中。但在冷卻階段,高溫區α→γ轉變卻是不平衡的,γ相大幅減少。


(2)由于超級雙相不銹鋼的α相溶解度曲線的溫度比普通雙相不銹鋼高,在較高溫度即發生a→γ轉變,冷卻速率對其相平衡影響遠小于對普通雙相不銹鋼的影響。


(3)超(chao)級(ji)雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)HTHAZ的(de)(de)y相(xiang)(xiang)(xiang)減(jian)少是不(bu)(bu)可(ke)避免的(de)(de),但仍會析出一部分γ相(xiang)(xiang)(xiang)。如(ru)果γ相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)量能布滿α相(xiang)(xiang)(xiang)晶界(jie),消除了α/α晶界(jie),而形成a/y相(xiang)(xiang)(xiang)界(jie)時(shi),這(zhe)種組織的(de)(de)焊接接頭性能是良(liang)好的(de)(de)。相(xiang)(xiang)(xiang)比例達到50/50的(de)(de)雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)HTHAZ的(de)(de)組織中(zhong)雖(sui)然發(fa)生y相(xiang)(xiang)(xiang)含量的(de)(de)下降,但仍有15%~30%的(de)(de)y相(xiang)(xiang)(xiang)析出,其(qi)兩相(xiang)(xiang)(xiang)組織是“健全”的(de)(de),不(bu)(bu)出現a/α晶界(jie)。一些含氮雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)和超(chao)級(ji)雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)都具備了這(zhe)樣的(de)(de)條件。


(4)在線能(neng)量(liang)相同時,超級雙(shuang)(shuang)相不銹(xiu)鋼比普通雙(shuang)(shuang)相不銹(xiu)鋼的晶(jing)粒長大傾向小。在常用的冷卻速率下(xia),超級雙(shuang)(shuang)相不銹(xiu)鋼一(yi)般不會有金屬間化合(he)物析出(圖9.80)。