許多焊接方法都可用于不銹鋼(gang)的焊接，但對于不同類型的不銹鋼，由于其組織與性能存在較大的差異，焊接性也各不相同，因此，不同的焊接方法對于不同類型的不銹鋼具有不同的適用性。在選擇焊接方法時，要根據不銹鋼母材的焊接性，對焊接接頭力學性能、耐腐蝕性能的綜合要求來確定。例如埋弧焊是一種高效優質的焊接方法，對于含有少量鐵素體的奧氏體不銹鋼焊縫來講，通常不會產生焊接熱裂紋，但對于純奧氏體不銹鋼焊縫，由于許多焊劑向焊縫金屬中增硅，焊縫金屬容易形成粗大的單相奧氏體柱狀晶，焊縫金屬的熱裂紋敏感性大，因此一般不采用埋弧焊焊接純奧氏體不銹鋼，除非采用特殊的焊劑。當焊接接頭的腐蝕性要求高時，鎢極氬焊等惰性氣體保護焊具有明顯的優勢。對于一些特種焊接方法，如電阻點焊、縫焊、閃光焊及螺柱焊，也可用于不銹鋼的焊接，與普通低碳鋼相比，由于不銹鋼具有較高的電阻和較高的強度，因此需要較低的焊接電流和較大的壓力或頂鍛力。釬焊也廣泛應用于不銹鋼的連接，母材類型不同，釬焊溫度也不同，與普通碳鋼相比，不銹鋼用釬劑有較強的腐蝕性，為了防止殘留的釬劑對釬焊接頭的腐蝕，需對釬焊接頭予以仔細的清理。現如今所應用的不銹鋼有奧氏體不銹鋼和雙相不銹鋼, 所以對這兩種類型的不銹鋼的焊接進行重點介紹。
一(yi)、奧氏(shi)體(ti)不銹鋼的(de)焊接
1. 奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼的概述
奧(ao)(ao)氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)代(dai)表(biao)了整(zheng)個(ge)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)系列中(zhong)最(zui)大的一個(ge)類別，生產的噸(dun)位高(gao)于(yu)其他(ta)任何一種(zhong)(zhong)類別。它(ta)們(men)(men)在(zai)絕大多數(shu)環(huan)境中(zhong)具(ju)有(you)(you)(you)良好的耐(nai)腐蝕性(xing)。奧(ao)(ao)氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)具(ju)有(you)(you)(you)和低(di)碳鋼(gang)(gang)相當(dang)的強(qiang)(qiang)度(du)(du)，室溫(wen)時(shi)最(zui)低(di)屈服強(qiang)(qiang)度(du)(du)約為210MPa（30ksi），然而不(bu)能相變強(qiang)(qiang)化(hua)。由于(yu)這(zhe)(zhe)類鋼(gang)(gang)低(di)溫(wen)沖擊韌(ren)度(du)(du)好而可用(yong)(yong)于(yu)低(di)溫(wen)工作環(huan)境。其高(gao)溫(wen)工作溫(wen)度(du)(du)可達760℃或(huo)者(zhe)更(geng)高(gao)，但(dan)是(shi)(shi)大部分(fen)鋼(gang)(gang)在(zai)這(zhe)(zhe)么高(gao)的溫(wen)度(du)(du)下強(qiang)(qiang)度(du)(du)和抗氧化(hua)能力是(shi)(shi)有(you)(you)(you)限的。奧(ao)(ao)氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)可以(yi)通(tong)過冷作硬化(hua)而有(you)(you)(you)效(xiao)地強(qiang)(qiang)化(hua)。它(ta)們(men)(men)經(jing)常(chang)(chang)用(yong)(yong)于(yu)要(yao)求(qiu)有(you)(you)(you)很耐(nai)大氣(qi)腐蝕或(huo)耐(nai)高(gao)溫(wen)腐蝕能力的工作場(chang)合。只要(yao)按照(zhao)正確(que)的工藝規范(fan)施焊，這(zhe)(zhe)類鋼(gang)(gang)都是(shi)(shi)可以(yi)焊接(jie)的。在(zai)這(zhe)(zhe)類鋼(gang)(gang)中(zhong)添加(jia)大量的奧(ao)(ao)氏(shi)體形(xing)成(cheng)(cheng)元素(su)，特別是(shi)(shi)鎳(nie)（一般(ban)w（Cr）=8%），其他(ta)的奧(ao)(ao)氏(shi)體形(xing)成(cheng)(cheng)元素(su)是(shi)(shi)C、N和Cu。碳和氮(dan)是(shi)(shi)強(qiang)(qiang)奧(ao)(ao)氏(shi)體形(xing)成(cheng)(cheng)元素(su)，這(zhe)(zhe)可以(yi)從鎳(nie)當(dang)量公式中(zhong)各(ge)系數(shu)值可看出：Nieq=Ni+35C+20N+0.25Cu，加(jia)碳是(shi)(shi)為了改進高(gao)溫(wen)強(qiang)(qiang)度(du)(du)（蠕變強(qiang)(qiang)度(du)(du)）。在(zai)某些鋼(gang)(gang)中(zhong)加(jia)入氮(dan)主要(yao)是(shi)(shi)為了改進室溫(wen)強(qiang)(qiang)度(du)(du)和低(di)溫(wen)強(qiang)(qiang)度(du)(du)，有(you)(you)(you)時(shi)可以(yi)提高(gao)一倍(bei)多，用(yong)(yong)氮(dan)強(qiang)(qiang)化(hua)的鋼(gang)(gang)經(jing)常(chang)(chang)在(zai)它(ta)們(men)(men)的AISI 300系列型號后面標注一個(ge)后綴(zhui)N，如(ru)304LN。AISI 200系列（如(ru)201）也是(shi)(shi)氮(dan)強(qiang)(qiang)化(hua)鋼(gang)(gang)，經(jing)常(chang)(chang)使(shi)用(yong)(yong)各(ge)種(zhong)(zhong)商業名稱(cheng)，例如(ru)：Nitronic.
奧氏體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)一般具有較好的(de)(de)(de)韌(ren)度和(he)延性，在拉伸加載時顯示出很高(gao)的(de)(de)(de)斷后伸長率。由于鋼(gang)(gang)中(zhong)合金含(han)量(liang)較高(gao)，所以比(bi)馬氏體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)、低(di)鉻和(he)中(zhong)鉻鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)要貴。盡管鋼(gang)(gang)本身(shen)價格高(gao)，但提供了突出的(de)(de)(de)工程(cheng)制(zhi)造方面的(de)(de)(de)優(you)點(dian)，特(te)(te)別是(shi)良好成(cheng)形(xing)性和(he)焊接性，因而和(he)其他類的(de)(de)(de)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)比(bi)較，經常降低(di)了總(zong)的(de)(de)(de)成(cheng)本。奧氏體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)雖然有很多(duo)種類，但300系(xi)列是(shi)最老的(de)(de)(de)也是(shi)應用(yong)最廣的(de)(de)(de)。這類鋼(gang)(gang)大部分(fen)是(shi)在18Cr-8Ni系(xi)的(de)(de)(de)基礎上加入合金元素(su)或(huo)者是(shi)進行(xing)變質(zhi)，而得(de)到獨特(te)(te)的(de)(de)(de)性能或(huo)者使性能更完備。
304型不銹(xiu)鋼(gang)是這個系列(lie)鋼(gang)的(de)(de)(de)基礎，加上304L代表(biao)了(le)(le)最常選用(yong)的(de)(de)(de)奧(ao)氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)。在(zai)316型不銹(xiu)鋼(gang)中(zhong)用(yong)質量(liang)分數(shu)大約2%的(de)(de)(de)仩替(ti)代等量(liang)的(de)(de)(de)鉻以改善耐點蝕(shi)(shi)能力(li)。在(zai)穩定化的(de)(de)(de)321和(he)(he)(he)347鋼(gang)中(zhong)分別(bie)少(shao)量(liang)的(de)(de)(de)鈦和(he)(he)(he)鈮，它(ta)們和(he)(he)(he)碳(tan)(tan)結(jie)合以減少(shao)由于析(xi)出富鉻碳(tan)(tan)化物而引起的(de)(de)(de)晶間(jian)腐(fu)蝕(shi)(shi)。在(zai)上世紀60年代普(pu)遍使(shi)用(yong)L類鋼(gang)，這是由于利(li)用(yong)AOD（氬(ya)-氧脫碳(tan)(tan)）方法熔煉，降低了(le)(le)標準型（非低碳(tan)(tan)鋼(gang)）和(he)(he)(he)低碳(tan)(tan)型不銹(xiu)鋼(gang)之(zhi)間(jian)的(de)(de)(de)價格(ge)差別(bie)。這類低碳(tan)(tan)型號不銹(xiu)鋼(gang)（304L，316L）已經(jing)廣泛(fan)用(yong)于受到晶間(jian)侵蝕(shi)(shi)和(he)(he)(he)晶間(jian)應力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)工(gong)作場(chang)合。
如ASTM A312中，最廣泛使用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)材(cai)304、316、321和347以及(ji)它們的(de)(de)(de)(de)(de)變種(zhong)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)都(dou)是(shi)(shi)18-8類(lei)型(xing)，含有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)名(ming)義成分（質(zhi)量(liang)分數(shu)）是(shi)(shi)18%鉻和8%鎳。L類(lei)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)代表低碳(tan)類(lei)的(de)(de)(de)(de)(de)變種(zhong)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)，其(qi)名(ming)義碳(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)分數(shu)是(shi)(shi)0.03%。這類(lei)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)提高了在(zai)腐蝕(shi)環境中對晶間(jian)侵蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)力(li)。H類(lei)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)碳(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)分數(shu)接近于(yu)0.1%，其(qi)高溫強(qiang)度(du)比(bi)標準(zhun)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)及(ji)L類(lei)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)高，因而用(yong)于(yu)高溫場合。N類(lei)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)是(shi)(shi)在(zai)300系列(lie)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中有(you)意加入質(zhi)量(liang)分數(shu)高達0.20%的(de)(de)(de)(de)(de)氮(dan)(dan)（300N，316N）碳(tan)在(zai)含錳的(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)里氮(dan)(dan)的(de)(de)(de)(de)(de)加入量(liang)更高（錳增加氮(dan)(dan)在(zai)奧(ao)氏體相(xiang)中的(de)(de)(de)(de)(de)溶(rong)解度(du)）。較高的(de)(de)(de)(de)(de)氮(dan)(dan)含量(liang)可以增加奧(ao)氏體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)度(du)、抗磨損和耐(nai)點蝕(shi)能力(li)。
含有(you)鈦(tai)和(he)鈮(ni)的(de)(de)鋼(gang)如321和(he)347型稱為(wei)(wei)穩定化(hua)(hua)鋼(gang)，因為(wei)(wei)加入這兩種元素穩定了碳，阻止(zhi)其(qi)生(sheng)成M23C6型鉻(ge)的(de)(de)碳化(hua)(hua)物。由(you)于鈦(tai)和(he)鈮(ni)的(de)(de)加入量(liang)達到1.0%（質量(liang)分(fen)數）時(shi)可(ke)以有(you)效地減少基本中的(de)(de)碳含量(liang)使富(fu)鉻(ge)碳化(hua)(hua)物的(de)(de)析出很(hen)困難，這就降低了敏(min)化(hua)(hua)的(de)(de)可(ke)能性(xing)(xing)，而(er)敏(min)化(hua)(hua)會導(dao)致在(zai)奧氏體鋼(gang)中產生(sheng)晶間腐蝕(shi)。還有(you)很(hen)多其(qi)他(ta)鋼(gang)種，包括超(chao)級奧氏體不銹鋼(gang)。由(you)于 這些鋼(gang)種獨特(te)的(de)(de)性(xing)(xing)能及對其(qi)焊接性(xing)(xing)的(de)(de)特(te)殊考慮。
2. 奧氏體不銹(xiu)鋼焊接方法與焊接材料的選擇
（1）焊接方法
奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹鋼具有(you)(you)優(you)良(liang)的(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)性，幾乎所有(you)(you)的(de)(de)熔焊(han)(han)(han)方(fang)法都可用(yong)(yong)于奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹鋼的(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)，許(xu)多特(te)種焊(han)(han)(han)接(jie)方(fang)法，如電(dian)阻(zu)點焊(han)(han)(han)、縫焊(han)(han)(han)、閃光焊(han)(han)(han)、激光與電(dian)子(zi)束焊(han)(han)(han)、釬焊(han)(han)(han)都是可用(yong)(yong)于奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹鋼，就根(gen)據具體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)性與接(jie)頭使用(yong)(yong)性能的(de)(de)要求，合理選(xuan)擇最(zui)佳的(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)方(fang)法。其中(zhong)焊(han)(han)(han)條電(dian)弧焊(han)(han)(han)、鎢極(ji)氬弧焊(han)(han)(han)、熔化極(ji)惰性氣體(ti)(ti)(ti)保護(hu)焊(han)(han)(han)、埋弧焊(han)(han)(han)是較為經(jing)濟的(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)方(fang)法。
(2) 焊材選擇(ze)
對于奧氏體不銹(xiu)鋼填充金(jin)屬的種類，分(fen)成三個部(bu)分(fen)，反映了(le)AWS按焊接材(cai)料各類分(fen)別設定的三種標準。其(qi)中：
a. 不(bu)銹鋼(gang)焊(han)條采用美國(guo)標(biao)準AWS A5.4標(biao)準用于焊(han)條（我公司(si)焊(han)材(cai)為GES-309，GES316L等）；
b. 不銹鋼焊(han)(han)(han)絲(si)采用(yong)美國標(biao)準(zhun)AWS A5.9、A5.22等標(biao)準(zhun)用(yong)于實(shi)心焊(han)(han)(han)絲(si)和金屬粉(fen)芯焊(han)(han)(han)絲(si)，氣(qi)體保(bao)護(hu)藥芯焊(han)(han)(han)絲(si)（我(wo)公(gong)司焊(han)(han)(han)材(cai)為(wei)GTS-309，GTS-316L等），所選焊(han)(han)(han)絲(si)可用(yong)于氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)(han)、富氬(ya)混合氣(qi)體保(bao)護(hu)焊(han)(han)(han)、二氧化碳氣(qi)體保(bao)護(hu)焊(han)(han)(han)及埋弧(hu)焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)接(jie)用(yong)填充材(cai)料(liao)；
c.不銹鋼(gang)埋弧焊(han)主要選用氧化性(xing)弱的中性(xing)或堿(jian)性(xing)焊(han)劑。
(3) 高鉬鋼焊(han)接指南
我(wo)公司在M035項目上用的(de)(de)奧氏體不銹鋼有316L和(he)(he)254SMO（ASTM A258 S31254），其中254SMO是我(wo)公司第一(yi)次焊(han)接(jie)的(de)(de)超級奧氏體不銹鋼材(cai)(cai)料(liao)，由于其使(shi)用條(tiao)件嚴格（用于腐蝕性環(huan)境），材(cai)(cai)料(liao)昂貴（包括(kuo)母(mu)材(cai)(cai)和(he)(he)焊(han)材(cai)(cai)），且(qie)焊(han)工不太熟悉，操(cao)作性有一(yi)定的(de)(de)難度，因此對焊(han)接(jie)時要(yao)求注意(yi)的(de)(de)重點列出用以指導焊(han)接(jie)人員和(he)(he)檢驗人員。具(ju)體內容如(ru)下(xia)：
為防焊接煙塵及Ar氣對焊接人員的(de)傷害，焊接作業(ye)要在通風的(de)環境中(zhong)進行；
所有(you)的焊縫(feng)都應該略有(you)余高，應該避免出現平的或(huo)下凹(ao)狀(zhuang)的焊縫(feng)；
焊(han)前一般(ban)不需要預(yu)熱，若環境(jing)溫度(du)低于2℃，在距離焊(han)縫區300mm的范圍內(nei)應至少加熱到比周圍環境(jing)溫度(du)高10℃。
層間溫度不能(neng)大(da)于100℃，線(xian)能(neng)量不能(neng)超過1.5KJ/mm
焊件(jian)表面的金屬氧(yang)化物(wu)會導致焊接缺陷，因此焊前(qian)對雜(za)質(zhi)的清理(li)十分重要，通常清理(li)范圍(wei)(wei)從(cong)焊縫處向兩(liang)側(ce)各延(yan)伸50mm，清理(li)范圍(wei)(wei)應(ying)當包括工作坡口(kou)加工的邊緣以及空心管四(si)周和管子內表面。注(zhu)意：金屬絲刷并(bing)不能完全清理(li)這些(xie)殘留物(wu)，用熱(re)水沖洗(xi)或擦(ca)洗(xi)或許是一個好(hao)方法。
焊接盡可(ke)能(neng)在1G和2F位置進行(xing)
焊(han)接接頭(tou)設計(ji)必須使打(da)底焊(han)能很(hen)好的(de)熔透，引(yin)弧(hu)點要(yao)在(zai)坡口內，沿坡口出現的(de)電弧(hu)掃(sao)掠要(yao)打(da)磨干凈。每一起弧(hu)與(yu)收弧(hu)處必須打(da)磨干凈。
定(ding)位焊需(xu)要(yao)背部保護氣體，每一(yi)個接頭(tou)都必須打磨；
將焊接處不能(neng)接觸銅(tong)(tong)(tong)和黃(huang)銅(tong)(tong)(tong)（由銅(tong)(tong)(tong)和鋅(xin)組成的銅(tong)(tong)(tong)合(he)金），因(yin)為(wei)銅(tong)(tong)(tong)和鋅(xin)的加入可能(neng)導(dao)致裂紋的形成。
二、鐵素(su)體-奧氏體雙相不銹(xiu)鋼的(de)焊(han)接
1. 鐵素體-奧氏體雙相(xiang)不(bu)銹鋼(gang)的(de)概(gai)述(shu)
鐵素(su)體(ti)-奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)雙相(xiang)(xiang)(xiang)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)名字是(shi)(shi)來自于其(qi)室(shi)溫微觀組織(zhi)，其(qi)中大概一(yi)(yi)(yi)半(ban)是(shi)(shi)鐵素(su)體(ti)，一(yi)(yi)(yi)半(ban)是(shi)(shi)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)。在(zai)20世紀(ji)30年(nian)代就知道有雙相(xiang)(xiang)(xiang)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)，它時(shi)(shi)(shi)快時(shi)(shi)(shi)慢(man)的(de)(de)(de)開(kai)(kai)(kai)發(fa)過程明顯(xian)地受到(dao)(dao)(dao)周(zhou)期性(xing)的(de)(de)(de)鎳短(duan)缺的(de)(de)(de)影(ying)響。直到(dao)(dao)(dao)1982年(nian)美國《焊(han)(han)接(jie)手冊(ce)》也沒有認(ren)可雙相(xiang)(xiang)(xiang)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)是(shi)(shi)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中單獨的(de)(de)(de)一(yi)(yi)(yi)類。在(zai)那時(shi)(shi)(shi)《焊(han)(han)接(jie)手冊(ce)》把(ba)較早的(de)(de)(de)一(yi)(yi)(yi)種(zhong)雙相(xiang)(xiang)(xiang)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)-329型(xing)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)列(lie)在(zai)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中。至少有一(yi)(yi)(yi)家(jia)329型(xing)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)制造商建議不要焊(han)(han)接(jie)這(zhe)(zhe)(zhe)種(zhong)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)，在(zai)20世紀(ji)50年(nian)代開(kai)(kai)(kai)發(fa)的(de)(de)(de)鑄造合金CD4MCu焊(han)(han)接(jie)后很脆。從上世紀(ji)80年(nian)代初這(zhe)(zhe)(zhe)種(zhong)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)迅速開(kai)(kai)(kai)發(fa)，在(zai)同一(yi)(yi)(yi)時(shi)(shi)(shi)期召開(kai)(kai)(kai)的(de)(de)(de)一(yi)(yi)(yi)系列(lie)國際雙相(xiang)(xiang)(xiang)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)會議編撰(zhuan)的(de)(de)(de)文(wen)集中，記(ji)錄了這(zhe)(zhe)(zhe)個開(kai)(kai)(kai)發(fa)過程。至今(jin)這(zhe)(zhe)(zhe)種(zhong)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)已被用(yong)(yong)于廣(guang)泛領域，主要用(yong)(yong)于要求優異耐腐蝕(shi)性(xing)的(de)(de)(de)場合。在(zai)這(zhe)(zhe)(zhe)一(yi)(yi)(yi)時(shi)(shi)(shi)期，鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)焊(han)(han)接(jie)和(he)耐腐蝕(shi)性(xing)有了明顯(xian)的(de)(de)(de)改善，這(zhe)(zhe)(zhe)主要是(shi)(shi)由(you)于認(ren)識到(dao)(dao)(dao)氮作為一(yi)(yi)(yi)種(zhong)合金元素(su)可以起關鍵作用(yong)(yong)。
雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)是用(yong)在(zai)(zai)能(neng)充分發揮其優點(dian)，即優異的(de)(de)(de)耐腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)和(he)高(gao)(gao)(gao)強度(du)或者(zhe)二者(zhe)兼有(you)的(de)(de)(de)應用(yong)場合(he)(he)(he)(he)。因(yin)(yin)為(wei)它(ta)含有(you)比奧氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)更高(gao)(gao)(gao)的(de)(de)(de)鐵(tie)素體(ti)相(xiang)成(cheng)分，所(suo)以有(you)高(gao)(gao)(gao)的(de)(de)(de)鐵(tie)磁性(xing)、高(gao)(gao)(gao)熱傳導性(xing)和(he)低(di)的(de)(de)(de)線脹系數。雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)最多的(de)(de)(de)是被選(xuan)用(yong)于(yu)(yu)耐腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)場合(he)(he)(he)(he)，已經在(zai)(zai)很多可(ke)能(neng)發生應力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)裂紋和(he)點(dian)蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)應用(yong)環境中(zhong)(zhong)代(dai)替了奧氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)。它(ta)們在(zai)(zai)絕大多數腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)場合(he)(he)(he)(he)遠優于(yu)(yu)結構而又具(ju)有(you)相(xiang)當的(de)(de)(de)強度(du)。譬如雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)已廣泛(fan)用(yong)于(yu)(yu)陸(lu)地(di)和(he)海洋中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)油、氣管(guan)道。由(you)于(yu)(yu)雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)在(zai)(zai)相(xiang)對不(bu)高(gao)(gao)(gao)的(de)(de)(de)溫度(du)下(xia)就會形成(cheng)很多脆性(xing)析出物(wu)，所(suo)以不(bu)推薦用(yong)于(yu)(yu)超(chao)過280攝氏度(du)的(de)(de)(de)工(gong)(gong)作(zuo)場合(he)(he)(he)(he)。它(ta)們比奧氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)貴(gui)(gui)，倒不(bu)是完全因(yin)(yin)為(wei)合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)元素貴(gui)(gui)，而主要(yao)是由(you)于(yu)(yu)從鑄(zhu)態到最終的(de)(de)(de)板材、薄板、管(guan)件的(de)(de)(de)加工(gong)(gong)費(fei)用(yong)貴(gui)(gui)。然而它(ta)們提供了優異的(de)(de)(de)而腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)并可(ke)降低(di)重量，在(zai)(zai)中(zhong)(zhong)等程度(du)侵蝕(shi)(shi)性(xing)介(jie)質中(zhong)(zhong)可(ke)能(neng)用(yong)來(lai)代(dai)替某(mou)些鎳基合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)，而價格僅為(wei)原來(lai)的(de)(de)(de)幾分之一(yi)。
雙相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)典(dian)型的(de)屈服(fu)強度(du)大(da)約是425MPa，和奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)210MPa比較(jiao)強度(du)要(yao)高得多(duo)。因為雙相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)強度(du)高，其硬度(du)也高，所以在(zai)要(yao)求(qiu)耐腐蝕同時(shi)要(yao)求(qiu)耐磨損的(de)場合，這(zhe)種鋼(gang)更有(you)(you)優(you)勢。與此(ci)同時(shi)，雙相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)具(ju)有(you)(you)良(liang)好的(de)焊接(jie)性，與鐵素體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)及奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)相(xiang)(xiang)(xiang)比，它既(ji)不(bu)(bu)(bu)像(xiang)鐵素體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)焊接(jie)熱影響區(qu)，由于晶(jing)粒嚴重(zhong)粗化而使(shi)塑韌(ren)性大(da)幅度(du)降低(di)，也不(bu)(bu)(bu)像(xiang)奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)那樣，對焊接(jie)熱裂紋比較(jiao)敏感。當今大(da)多(duo)數的(de)雙相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)都(dou)是有(you)(you)好的(de)韌(ren)度(du)和延性，然而它們在(zai)低(di)溫時(shi)有(you)(you)韌(ren)脆轉(zhuan)變(bian)，所以一(yi)般不(bu)(bu)(bu)適合用(yong)于低(di)溫。雙 不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)工(gong)作溫度(du)范(fan)圍(wei)一(yi)般限于-40～280攝氏(shi)度(du)。
雙(shuang)相(xiang)不銹鋼(gang)(gang)(gang)的(de)線脹(zhang)系數和碳(tan)鋼(gang)(gang)(gang)、低合金(jin)鋼(gang)(gang)(gang)接近。由于(yu)(yu)這種(zhong)相(xiang)似性(xing)，這種(zhong)鋼(gang)(gang)(gang)也可用于(yu)(yu)需(xu)要雙(shuang)相(xiang)不銹鋼(gang)(gang)(gang)和碳(tan)鋼(gang)(gang)(gang)配合使用的(de)高(gao)壓(ya)容(rong)器類(lei)的(de)結(jie)構(gou)。這種(zhong)情況(kuang)下(xia)，相(xiang)對于(yu)(yu)使用奧氏體不銹鋼(gang)(gang)(gang)，能減(jian)少由于(yu)(yu)熱膨脹(zhang)不同引起的(de)熱應力。然而(er)(er)由于(yu)(yu)雙(shuang)相(xiang)不銹鋼(gang)(gang)(gang)中析出(chu)反應在較低溫度下(xia)發生，因而(er)(er)它不適宜用于(yu)(yu)需(xu)要進(jin)行(xing)消除(chu)應力熱處(chu)理（焊后熱處(chu)理）的(de)場(chang)合。
2. 雙相(xiang)不銹鋼(gang)的化學成(cheng)分(fen)及組織特點
a. 化學(xue)成分
目前，國際上普(pu)遍采(cai)用的鐵素(su)體-奧氏(shi)體雙相(xiang)(xiang)不銹鋼(gang)可為Cr18型(xing)(xing)、Cr23型(xing)(xing)、Cr22型(xing)(xing)、Cr25型(xing)(xing)四類。對于Cr25型(xing)(xing)雙相(xiang)(xiang)不銹鋼(gang)，也有普(pu)通雙相(xiang)(xiang)不銹鋼(gang)和超級雙相(xiang)(xiang)不銹鋼(gang)之分(fen)，當點蝕指數PREN（PREN=w(Cr)+ 3.3w(Mo)+16 w(N)）>40時，稱(cheng)為超級雙相(xiang)(xiang)不銹鋼(gang)，
我國(guo)(guo)(guo)列入國(guo)(guo)(guo)家(jia)的(de)鐵素體-奧氏體雙相不銹鋼主要有Cr18與Cr25兩大類型。另外一(yi)些與國(guo)(guo)(guo)外典型材料相類似的(de)鋼種也有生(sheng)產和應用。
b. 組織特點
雙相(xiang)不銹鋼以單(dan)相(xiang)δ鐵素(su)體(ti)凝固結晶，當繼續冷(leng)卻時，發生δ→γ相(xiang)變，隨著溫度的降(jiang)低(di)，δ→γ相(xiang)變不斷(duan)進(jin)行。在平衡(heng)條件(jian)下(xia)或者(zhe)非快(kuai)速冷(leng)卻的情況下(xia)，部(bu)分δ鐵素(su)體(ti)將保留(liu)到(dao)室溫，因(yin)此，室溫下(xia)的組織為δ→γ雙相(xiang)組織。
3. 雙相不銹鋼的焊(han)接特點
焊(han)(han)接過程是一個快速(su)(su)加熱(re)與(yu)快速(su)(su)冷(leng)卻的(de)(de)(de)熱(re)循(xun)環過程。在加熱(re)過程中，當熱(re)影(ying)響區(qu)的(de)(de)(de)溫度(du)(du)(du)超過雙相(xiang)不(bu)銹鋼的(de)(de)(de)固(gu)溶(rong)處理溫度(du)(du)(du)，在1150~1400℃的(de)(de)(de)高(gao)(gao)溫狀(zhuang)態下，晶粒(li)將發生(sheng)長大，而且發生(sheng)γ→δ相(xiang)變(bian)，γ相(xiang)明顯減少，δ相(xiang)增多。一些鋼的(de)(de)(de)高(gao)(gao)溫近縫(feng)區(qu)會出現晶粒(li)較粗大的(de)(de)(de)δ鐵素體組(zu)織(zhi)。如果焊(han)(han)后的(de)(de)(de)冷(leng)卻速(su)(su)度(du)(du)(du)較快，將抑(yi)制δ→γ的(de)(de)(de)二(er)次相(xiang)變(bian)，使熱(re)影(ying)響區(qu)的(de)(de)(de)相(xiang)比(bi)例失調(diao)，當δ鐵素體大于70%時(shi)，二(er)次轉變(bian)的(de)(de)(de)γ奧氏(shi)體也變(bian)成針狀(zhuang)和羽(yu)毛狀(zhuang)，具有魏氏(shi)組(zu)織(zhi)特征(zheng)，導(dao)致(zhi)力學性能(neng)(neng)和耐(nai)腐蝕(shi)性能(neng)(neng)惡化。當焊(han)(han)后冷(leng)卻速(su)(su)度(du)(du)(du)較慢時(shi)，則δ→γ的(de)(de)(de)二(er)次相(xiang)變(bian)比(bi)較充(chong)分，室溫下為相(xiang)比(bi)例較為合(he)適的(de)(de)(de)雙相(xiang)組(zu)織(zhi)。因此，為防(fang)止熱(re)影(ying)響區(qu)的(de)(de)(de)快速(su)(su)冷(leng)卻，使δ→γ二(er)次相(xiang)變(bian)較為充(chong)分，保證較合(he)理的(de)(de)(de)相(xiang)比(bi)例，足(zu)夠的(de)(de)(de)焊(han)(han)接熱(re)輸(shu)(shu)入是必要的(de)(de)(de)。隨著母材厚度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)增加，焊(han)(han)接熱(re)輸(shu)(shu)入應適當提高(gao)(gao)。
對于(yu)雙相(xiang)不銹(xiu)鋼焊(han)縫(feng)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)，仍以(yi)單相(xiang)δ鐵素體凝固(gu)結晶，并隨溫(wen)度(du)的(de)(de)(de)降低(di)發生δ→γ組織(zhi)轉變。但由于(yu)其熔(rong)(rong)化(hua)-凝固(gu)-冷卻相(xiang)變是(shi)一(yi)個速度(du)較快的(de)(de)(de)不平(ping)衡(heng)過(guo)程，因此，焊(han)縫(feng)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)冷卻過(guo)程中的(de)(de)(de)δ→γ組織(zhi)轉變必然是(shi)不平(ping)衡(heng)的(de)(de)(de)。當焊(han)縫(feng)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)化(hua)學成(cheng)分(fen)與母(mu)材成(cheng)分(fen)相(xiang)同，或(huo)者母(mu)材自熔(rong)(rong)時，焊(han)縫(feng)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)中的(de)(de)(de)δ相(xiang)將偏(pian)高(gao)，而γ相(xiang)偏(pian)低(di)。為了保證焊(han)縫(feng)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)中有足夠的(de)(de)(de)γ相(xiang)，應提(ti)高(gao)焊(han)縫(feng)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)化(hua)學成(cheng)分(fen)的(de)(de)(de)Ni當量(liang)，通常(chang)的(de)(de)(de)方法是(shi)提(ti)高(gao)奧氏體化(hua)元素（Ni、N）的(de)(de)(de)含量(liang)，因此就出現了焊(han)縫(feng)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)超(chao)合(he)金(jin)(jin)(jin)化(hua)的(de)(de)(de)特點(dian)。
雙(shuang)相不銹鋼具(ju)有良好的(de)(de)(de)焊接性，盡管其凝固結晶為(wei)單相鐵素體(ti)，但在(zai)一般的(de)(de)(de)拘束條件下，焊縫(feng)金屬的(de)(de)(de)熱裂紋(wen)敏(min)感性很小，當(dang)雙(shuang)相組(zu)織的(de)(de)(de)比例適(shi)當(dang)時，其冷裂紋(wen)敏(min)感性也(ye)較低。但應注意，雙(shuang)相不銹鋼中畢竟具(ju)有較高的(de)(de)(de)鐵素體(ti)，當(dang)拘束度較大及焊縫(feng)金屬含氫(qing)(qing)量較高時，還(huan)存(cun)在(zai)焊接氫(qing)(qing)致裂紋(wen)的(de)(de)(de)危險。因此(ci)，在(zai)焊接材料選擇與焊接過程中應控制(zhi)氫(qing)(qing)的(de)(de)(de)來(lai)源。
另請注意：雙相(xiang)鋼(gang)與雙相(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)定義不同，雙相(xiang)鋼(gang)是指由低(di)碳鋼(gang)或低(di)合金高強度鋼(gang)經臨界處理或控制軋制而得到的主要由鐵素體和馬氏體所(suo)組成的鋼(gang)。
4. 焊接工藝方法(fa)與焊接材料
a. 焊(han)接工藝方法(fa)
到目(mu)前為止，焊(han)條電(dian)弧(hu)焊(han)、鎢極(ji)(ji)氬弧(hu)焊(han)、熔(rong)化極(ji)(ji)氣(qi)體保(bao)護焊(han)（采用實心焊(han)絲或藥(yao)芯焊(han)絲）、甚至埋弧(hu)焊(han)都可用于鐵素體-奧(ao)氏體雙(shuang)相不銹鋼的焊(han)接。
b. 焊(han)接(jie)工藝方法選擇及坡口形式與(yu)尺寸
根(gen)據管、板(ban)厚度及相(xiang)應的(de)焊接工藝(yi)方法選擇及坡口(kou)尺寸(cun)。
c. 雙相不銹鋼鋼焊(han)接指南
我公司(si)在(zai)M021項目上用的雙相(xiang)不銹鋼(gang)為(wei)(wei)ASTM A790 S32750和S32760，且此二者皆(jie)為(wei)(wei)超級雙相(xiang)不銹鋼(gang)，所選焊接方法為(wei)(wei)GTAW，所選焊絲(si)為(wei)(wei)SANDVIK 25.10.4.L。焊接時的注意與(yu)焊接超級奧氏體類似，但(dan)層間溫度可控制為(wei)(wei)150攝氏度以下。
d. 不銹鋼焊接(jie)材料品牌
到目前為止(zhi)，焊(han)(han)條電弧焊(han)(han)、鎢極氬弧焊(han)(han)、已(yi)經在(zai)我公司進行使用，現(xian)在(zai)正在(zai)使用的焊(han)(han)材(cai)如下表：
