雙相不銹鋼具有良好的焊接性,選用合適的焊接材料不會發生焊接熱裂紋和冷裂紋。焊接接頭力學性能也令人滿意,除了焊接接頭具有良好的耐應力腐蝕能力外,其耐點蝕性能和耐縫隙腐蝕能力也均優于奧氏體不銹鋼焊接接頭,抗晶間(jian)腐蝕能力比奧氏體不銹鋼稍有遜色。但是,焊接接頭近縫區受到焊接熱循環的影響,其過熱區段的鐵素體晶粒不可避免地會粗大,從而將降低該區段的耐蝕性。對此,應從焊接工藝方面采取改善措施。
雙相不(bu)銹鋼(gang)優良性能的本質在于其化學成分和金相組織,其兩相的比例及分布狀態是決定其性能的最基本因素。
奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)型不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)或鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)型不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)經(jing)受熱循環時(shi),通常沒有(you)激烈的組(zu)(zu)織變化,只是(shi)有(you)可(ke)能析出(chu)少(shao)許的第二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang),如(ru)(ru)碳化物(wu)、氮化物(wu)或σ相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)等,在(zai)某些非穩定奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)鋼(gang)(gang)中有(you)可(ke)能出(chu)現百分之(zhi)幾(ji)的鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)。奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)-鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)則(ze)不(bu)(bu)同,如(ru)(ru)圖4-6所示的相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)圖表(biao)明,在(zai)1000℃以(yi)下平(ping)衡相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)比例為(wei)50/50左右的雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang),隨著(zhu)溫(wen)度的升高,奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)逐步(bu)減(jian)少(shao)而(er)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)則(ze)逐步(bu)增多,被加熱到1350℃以(yi)上至(zhi)固相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)線溫(wen)度區間,其平(ping)衡組(zu)(zu)織的體(ti)(ti)積分數轉變為(wei)100%的鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)。

1. 焊(han)縫的成(cheng)分和組織
從(cong)圖4-6中可知,由(you)于金(jin)屬熔化(hua)后結(jie)晶所生(sheng)成的(de)(de)(de)金(jin)相組織通常是體(ti)積分(fen)數為100%的(de)(de)(de)鐵素體(ti),而(er)(er)且隨后的(de)(de)(de)冷卻過(guo)程中,來不(bu)(bu)(bu)及發生(sheng)奧氏(shi)體(ti)的(de)(de)(de)析出。所以,即使是在(zai)大(da)大(da)降低焊縫的(de)(de)(de)冷卻速度(暫不(bu)(bu)(bu)說這將對熱(re)影(ying)響性能產生(sheng)不(bu)(bu)(bu)利影(ying)響),奧氏(shi)體(ti)相的(de)(de)(de)份額也(ye)(ye)不(bu)(bu)(bu)能增(zeng)大(da)多少,根本(ben)無(wu)法(fa)解決鐵素體(ti)占絕對優勢的(de)(de)(de)問題。這樣的(de)(de)(de)焊縫金(jin)屬不(bu)(bu)(bu)僅耐蝕性低下(xia),而(er)(er)且塑性也(ye)(ye)不(bu)(bu)(bu)良(liang)。這一現象在(zai)焊接(jie)其他(ta)牌號(hao)的(de)(de)(de)雙相不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼時(shi),也(ye)(ye)會不(bu)(bu)(bu)同程度的(de)(de)(de)出現。
總之,相比例是決定雙相不銹鋼性能的至(zhi)關重要(yao)的因素。為了(le)得到相組成比例較為理想的焊縫金屬,要(yao)采取以下措施:
①. 增加(jia)焊縫金(jin)屬(shu)中奧氏體化合金(jin)元素。例如,用(yong)氮對(dui)焊縫金(jin)屬(shu)合金(jin)化,或將其成分(fen)(fen)中鎳質量分(fen)(fen)數提高到(dao)10%左右。這樣(yang)就(jiu)可能獲得奧氏體體積分(fen)(fen)數不少于30%~40%的(de)焊縫金(jin)屬(shu)。
②. 通過(guo)焊(han)接(jie)工(gong)藝(yi)(例如小的(de)熱(re)輸入)來獲取比(bi)較(jiao)細小的(de)、比(bi)較(jiao)均(jun)勻的(de)兩相混合組(zu)織,有利于提(ti)高(gao)焊(han)縫的(de)多(duo)方面性(xing)能。
焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)金屬受到隨后焊(han)(han)(han)道的熱(re)影響,其(qi)中的二次轉(zhuan)變奧氏體含量有(you)所上升。因(yin)此(ci),有(you)時(shi)可(ke)以利用(yong)“退(tui)火”焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)來(lai)改善(shan)焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)性能,例如,在薄板(ban)焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)的背面加(jia)“退(tui)火”焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)來(lai)改善(shan)正面焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)的性能。但(dan)焊(han)(han)(han)后需要將“退(tui)火”焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)打磨掉,這(zhe)種辦法(fa)則由于費工時(shi),只有(you)在特(te)殊情況(kuang)下(xia)才被采用(yong)。
2. 精熱影唱想入(ru)米取的工藝措施
在焊(han)(han)接過程中(zhong),由(you)于(yu)(yu)焊(han)(han)接加(jia)熱(re)的(de)(de)快速性和(he)短暫(zan)性,鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)+奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)轉變(bian)成鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)(de)相(xiang)(xiang)(xiang)變(bian)并不能完成。在焊(han)(han)縫金屬(shu)組(zu)織中(zhong)尚存(cun)有(you)相(xiang)(xiang)(xiang)當數量(liang)的(de)(de)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti),金屬(shu)就開(kai)始(shi)了(le)降溫。待降溫到某平衡溫度以(yi)下,金屬(shu)組(zu)織又會(hui)發生逆轉變(bian)即鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)轉為(wei)二(er)次(ci)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)。同(tong)樣由(you)于(yu)(yu)熱(re)循環(huan)的(de)(de)短暫(zan),再加(jia)之此(ci)(ci)時(shi)溫度已降得(de)較(jiao)低,該逆轉變(bian)為(wei)二(er)次(ci)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)(de)數量(liang)也不會(hui)很(hen)多(duo),因此(ci)(ci)該區中(zhong)的(de)(de)鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)份額占得(de)較(jiao)大(da)而(er)(er)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)份額較(jiao)少(shao)。而(er)(er)且(qie),此(ci)(ci)時(shi)的(de)(de)兩相(xiang)(xiang)(xiang)組(zu)織狀(zhuang)態已大(da)大(da)不同(tong)于(yu)(yu)原先(xian)的(de)(de)排列。原先(xian)軋制(zhi)狀(zhuang)態下成條(tiao)帶(dai)狀(zhuang)的(de)(de)同(tong)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)混存(cun)的(de)(de)鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti),向等軸狀(zhuang)結晶(jing)發展、長大(da);而(er)(er)原來呈(cheng)條(tiao)帶(dai)狀(zhuang)的(de)(de)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)走向消失,冷卻(que)過程中(zhong)從鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)中(zhong)轉變(bian)出來的(de)(de)二(er)次(ci)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)則呈(cheng)雜亂的(de)(de)竹葉(xie)狀(zhuang)在鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)晶(jing)間和(he)晶(jing)內先(xian)后出現(xian)。所(suo)以(yi)說(shuo)在焊(han)(han)接熱(re)影響區段(duan)的(de)(de)組(zu)織劣化(hua)不僅表現(xian)為(wei)相(xiang)(xiang)(xiang)比例失調,而(er)(er)且(qie)還失去了(le)最有(you)利于(yu)(yu)阻礙應力(li)腐(fu)蝕裂紋擴展的(de)(de)兩相(xiang)(xiang)(xiang)分布狀(zhuang)況-兩相(xiang)(xiang)(xiang)呈(cheng)條(tiao)帶(dai)疊置狀(zhuang)。應當注意,一旦(dan)形(xing)成了(le)粗大(da)的(de)(de)等軸晶(jing),就很(hen)難通過熱(re)處理或其他措施予以(yi)恢復。
為了使(shi)焊接接頭熱影響區各項性能指標(biao)與其他部位相(xiang)同,可(ke)采取下列(lie)措施(shi):
a. 一定要用盡(jin)量小的熱(re)(re)輸大(da)施焊。一旦由于過熱(re)(re)會導(dao)致(zhi)形成大(da)晶粒鐵素(su)體,就很難保持或恢復雙相不銹鋼的優良性(xing)能。
b. 為使(shi)焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭的(de)(de)熱(re)影響區的(de)(de)相(xiang)比例與母材相(xiang)當,可對焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭通過固(gu)溶(rong)處(chu)理(li)(li)來實現,但(dan)費工(gong)、費時,還消(xiao)耗大量(liang)能源(yuan)以(yi)及引(yin)起(qi)結構變形等問(wen)題,很(hen)難達到理(li)(li)想的(de)(de)效果(guo)。
c. 通過對(dui)焊(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭(tou)進(jin)行(xing)再一(yi)(yi)次(ci)的(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)熱(re)循(xun)環,使焊(han)(han)(han)接(jie)熱(re)影(ying)響區的(de)(de)奧氏體相(xiang)進(jin)一(yi)(yi)步析(xi)出,增(zeng)加奧氏體金屬相(xiang)數(shu)量且能細化鐵素體晶(jing)粒,減(jian)少碳化物和氮化物從晶(jing)內和晶(jing)界析(xi)出。采用(yong)的(de)(de)方(fang)法是對(dui)接(jie)觸介質(zhi)的(de)(de)焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)先進(jin)行(xing)施(shi)焊(han)(han)(han)。對(dui)于(yu)(yu)單道焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng),則在非接(jie)觸工(gong)(gong)作介質(zhi)面的(de)(de)焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)上,加焊(han)(han)(han)一(yi)(yi)層工(gong)(gong)藝焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng),若焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)的(de)(de)余高超標(biao)時(shi),應修磨焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)高度(du);對(dui)于(yu)(yu)多層焊(han)(han)(han)時(shi),除了(le)用(yong)小的(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)熱(re)輸入的(de)(de)多層多道焊(han)(han)(han)外,必要時(shi)也可以增(zeng)加工(gong)(gong)藝焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)來(lai)改善工(gong)(gong)作焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)的(de)(de)熱(re)影(ying)響區性能。
d. 采用(yong)奧氏體(ti)相占比例(li)大的(de)焊(han)接材(cai)料(liao),來提(ti)高焊(han)縫金(jin)屬(shu)(shu)中奧氏體(ti)的(de)比例(li),對提(ti)高焊(han)縫金(jin)屬(shu)(shu)的(de)塑性(xing)、韌性(xing)和耐蝕性(xing)均是有益(yi)的(de)。

