雙相不銹鋼問世以來,其焊接問題始終是一個重要課題。早期開發的雙相不銹(xiu)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022Cr22Ni5Mo3N、022Cr25Ni7Mo4WCuN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。


超級雙(shuang)相不銹鋼與普通雙(shuang)相不銹鋼的區(qu)別(bie)(bie)在于含有較(jiao)低的碳(tan)、較(jiao)高的鉬和氮。兩類鋼焊接HAZ組織轉變的主要差別(bie)(bie)為(wei):
(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)(chao)級雙相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)HTHAZ的(de)(de)y相(xiang)(xiang)(xiang)減少是不(bu)(bu)可避免(mian)的(de)(de),但(dan)仍會析(xi)出一(yi)部分γ相(xiang)(xiang)(xiang)。如果(guo)γ相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)量能(neng)布滿(man)α相(xiang)(xiang)(xiang)晶界(jie),消除了α/α晶界(jie),而形成(cheng)a/y相(xiang)(xiang)(xiang)界(jie)時,這種組織(zhi)的(de)(de)焊(han)接接頭性能(neng)是良好的(de)(de)。相(xiang)(xiang)(xiang)比例(li)達(da)到(dao)50/50的(de)(de)雙相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)HTHAZ的(de)(de)組織(zhi)中雖然發生y相(xiang)(xiang)(xiang)含(han)量的(de)(de)下降,但(dan)仍有15%~30%的(de)(de)y相(xiang)(xiang)(xiang)析(xi)出,其(qi)兩相(xiang)(xiang)(xiang)組織(zhi)是“健全”的(de)(de),不(bu)(bu)出現a/α晶界(jie)。一(yi)些(xie)含(han)氮雙相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)和超(chao)(chao)級雙相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)都具備了這樣(yang)的(de)(de)條件。
(4)在(zai)線(xian)能量相同時(shi),超級雙相不(bu)(bu)銹鋼(gang)比(bi)普通雙相不(bu)(bu)銹鋼(gang)的晶(jing)粒(li)長大傾向小。在(zai)常用(yong)的冷卻(que)速率下(xia),超級雙相不(bu)(bu)銹鋼(gang)一般不(bu)(bu)會有(you)金屬間化合物(wu)析出(圖9.80)。

