許多焊接方法都可用于不銹鋼的焊接，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、奧氏體(ti)不銹鋼的焊接(jie)
1. 奧(ao)氏體(ti)不銹鋼(gang)的概述
奧(ao)(ao)氏體不銹鋼(gang)代表了整個不銹鋼(gang)系(xi)列(lie)(lie)中最大的(de)(de)一(yi)個類別(bie)，生(sheng)產的(de)(de)噸(dun)位高(gao)于(yu)其(qi)他任(ren)何一(yi)種類別(bie)。它們在(zai)絕(jue)大多數(shu)環境中具有(you)(you)良好的(de)(de)耐(nai)(nai)腐蝕性(xing)。奧(ao)(ao)氏體不銹鋼(gang)具有(you)(you)和(he)(he)低碳鋼(gang)相(xiang)當的(de)(de)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)，室(shi)溫(wen)(wen)時(shi)最低屈服強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)約為210MPa（30ksi），然(ran)而(er)(er)不能相(xiang)變(bian)強(qiang)(qiang)(qiang)化。由(you)于(yu)這(zhe)(zhe)(zhe)類鋼(gang)低溫(wen)(wen)沖擊(ji)韌度(du)(du)好而(er)(er)可(ke)(ke)用(yong)(yong)(yong)于(yu)低溫(wen)(wen)工作(zuo)(zuo)(zuo)環境。其(qi)高(gao)溫(wen)(wen)工作(zuo)(zuo)(zuo)溫(wen)(wen)度(du)(du)可(ke)(ke)達(da)760℃或者更(geng)高(gao)，但是大部分(fen)鋼(gang)在(zai)這(zhe)(zhe)(zhe)么高(gao)的(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)下(xia)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)和(he)(he)抗(kang)氧化能力是有(you)(you)限的(de)(de)。奧(ao)(ao)氏體不銹鋼(gang)可(ke)(ke)以通過冷作(zuo)(zuo)(zuo)硬化而(er)(er)有(you)(you)效(xiao)地強(qiang)(qiang)(qiang)化。它們經常用(yong)(yong)(yong)于(yu)要求(qiu)有(you)(you)很耐(nai)(nai)大氣腐蝕或耐(nai)(nai)高(gao)溫(wen)(wen)腐蝕能力的(de)(de)工作(zuo)(zuo)(zuo)場合(he)。只要按照(zhao)正確的(de)(de)工藝(yi)規范施焊，這(zhe)(zhe)(zhe)類鋼(gang)都是可(ke)(ke)以焊接的(de)(de)。在(zai)這(zhe)(zhe)(zhe)類鋼(gang)中添加大量的(de)(de)奧(ao)(ao)氏體形(xing)成(cheng)元素，特別(bie)是鎳（一(yi)般w（Cr）=8%），其(qi)他的(de)(de)奧(ao)(ao)氏體形(xing)成(cheng)元素是C、N和(he)(he)Cu。碳和(he)(he)氮是強(qiang)(qiang)(qiang)奧(ao)(ao)氏體形(xing)成(cheng)元素，這(zhe)(zhe)(zhe)可(ke)(ke)以從(cong)鎳當量公式(shi)中各(ge)系(xi)數(shu)值可(ke)(ke)看出：Nieq=Ni+35C+20N+0.25Cu，加碳是為了改(gai)(gai)進高(gao)溫(wen)(wen)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)（蠕(ru)變(bian)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)）。在(zai)某些鋼(gang)中加入氮主要是為了改(gai)(gai)進室(shi)溫(wen)(wen)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)和(he)(he)低溫(wen)(wen)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)，有(you)(you)時(shi)可(ke)(ke)以提高(gao)一(yi)倍(bei)多，用(yong)(yong)(yong)氮強(qiang)(qiang)(qiang)化的(de)(de)鋼(gang)經常在(zai)它們的(de)(de)AISI 300系(xi)列(lie)(lie)型(xing)號后(hou)(hou)面標注一(yi)個后(hou)(hou)綴N，如(ru)(ru)304LN。AISI 200系(xi)列(lie)(lie)（如(ru)(ru)201）也是氮強(qiang)(qiang)(qiang)化鋼(gang)，經常使(shi)用(yong)(yong)(yong)各(ge)種商業名(ming)稱(cheng)，例(li)如(ru)(ru)：Nitronic.
奧氏體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)一(yi)般具有較好的(de)(de)(de)韌度和(he)延性(xing)(xing)(xing)，在(zai)拉(la)伸加載時顯示出很(hen)(hen)高(gao)的(de)(de)(de)斷后伸長(chang)率。由于鋼(gang)中合(he)金含量較高(gao)，所以比馬氏體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)、低(di)鉻和(he)中鉻鐵素(su)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)要貴。盡管鋼(gang)本(ben)身價格(ge)高(gao)，但提供了突出的(de)(de)(de)工(gong)程(cheng)制(zhi)造方面的(de)(de)(de)優點，特別是良好成(cheng)形性(xing)(xing)(xing)和(he)焊(han)接(jie)性(xing)(xing)(xing)，因而和(he)其他類的(de)(de)(de)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)比較，經(jing)常降(jiang)低(di)了總的(de)(de)(de)成(cheng)本(ben)。奧氏體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)雖然有很(hen)(hen)多種類，但300系列是最(zui)老(lao)的(de)(de)(de)也是應用最(zui)廣的(de)(de)(de)。這類鋼(gang)大部分(fen)是在(zai)18Cr-8Ni系的(de)(de)(de)基礎上加入合(he)金元素(su)或(huo)者是進行變質，而得到獨特的(de)(de)(de)性(xing)(xing)(xing)能或(huo)者使性(xing)(xing)(xing)能更完備。
304型(xing)(xing)不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼是這(zhe)(zhe)個系列鋼的(de)基礎(chu)，加上(shang)(shang)304L代(dai)表了最常(chang)選用(yong)(yong)的(de)奧氏體不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼。在316型(xing)(xing)不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼中(zhong)用(yong)(yong)質量(liang)分(fen)數大約(yue)2%的(de)仩替(ti)代(dai)等量(liang)的(de)鉻以改善耐點(dian)蝕(shi)能力。在穩定化的(de)321和(he)347鋼中(zhong)分(fen)別(bie)少量(liang)的(de)鈦和(he)鈮，它們和(he)碳結合(he)以減(jian)少由于(yu)析出富鉻碳化物而引起的(de)晶(jing)間(jian)腐蝕(shi)。在上(shang)(shang)世紀60年代(dai)普(pu)遍使用(yong)(yong)L類鋼，這(zhe)(zhe)是由于(yu)利用(yong)(yong)AOD（氬(ya)-氧脫碳）方法熔煉，降低了標準(zhun)型(xing)(xing)（非(fei)低碳鋼）和(he)低碳型(xing)(xing)不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼之(zhi)間(jian)的(de)價格差(cha)別(bie)。這(zhe)(zhe)類低碳型(xing)(xing)號不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼（304L，316L）已經廣泛用(yong)(yong)于(yu)受到晶(jing)間(jian)侵蝕(shi)和(he)晶(jing)間(jian)應力腐蝕(shi)的(de)工作場合(he)。
如ASTM A312中，最廣泛使(shi)用的(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)材304、316、321和347以及它們(men)的(de)(de)(de)變種(zhong)(zhong)鋼(gang)(gang)都(dou)是18-8類(lei)(lei)型，含(han)有(you)的(de)(de)(de)名(ming)義成分（質量(liang)(liang)(liang)分數(shu)）是18%鉻和8%鎳。L類(lei)(lei)鋼(gang)(gang)代表低碳類(lei)(lei)的(de)(de)(de)變種(zhong)(zhong)鋼(gang)(gang)，其名(ming)義碳的(de)(de)(de)質量(liang)(liang)(liang)分數(shu)是0.03%。這類(lei)(lei)鋼(gang)(gang)提(ti)高(gao)(gao)了在(zai)(zai)腐蝕(shi)環境中對晶(jing)間侵蝕(shi)的(de)(de)(de)耐力。H類(lei)(lei)鋼(gang)(gang)碳的(de)(de)(de)質量(liang)(liang)(liang)分數(shu)接(jie)近于0.1%，其高(gao)(gao)溫強度(du)(du)比(bi)標準鋼(gang)(gang)及L類(lei)(lei)鋼(gang)(gang)高(gao)(gao)，因(yin)而用于高(gao)(gao)溫場合。N類(lei)(lei)鋼(gang)(gang)是在(zai)(zai)300系列鋼(gang)(gang)中有(you)意加(jia)入(ru)質量(liang)(liang)(liang)分數(shu)高(gao)(gao)達0.20%的(de)(de)(de)氮(dan)（300N，316N）碳在(zai)(zai)含(han)錳的(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)里氮(dan)的(de)(de)(de)加(jia)入(ru)量(liang)(liang)(liang)更高(gao)(gao)（錳增加(jia)氮(dan)在(zai)(zai)奧氏體(ti)相中的(de)(de)(de)溶(rong)解度(du)(du)）。較高(gao)(gao)的(de)(de)(de)氮(dan)含(han)量(liang)(liang)(liang)可以增加(jia)奧氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)強度(du)(du)、抗磨損和耐點(dian)蝕(shi)能力。
含有鈦(tai)和(he)鈮的(de)(de)鋼(gang)如321和(he)347型(xing)稱為(wei)穩(wen)定(ding)化(hua)鋼(gang)，因為(wei)加入這兩種(zhong)元(yuan)素穩(wen)定(ding)了(le)碳(tan)，阻止其(qi)生(sheng)(sheng)成M23C6型(xing)鉻的(de)(de)碳(tan)化(hua)物(wu)。由于鈦(tai)和(he)鈮的(de)(de)加入量達到1.0%（質量分數）時可以有效地減少基(ji)本中的(de)(de)碳(tan)含量使(shi)富鉻碳(tan)化(hua)物(wu)的(de)(de)析出很(hen)困(kun)難，這就降低了(le)敏(min)化(hua)的(de)(de)可能性(xing)(xing)，而(er)敏(min)化(hua)會(hui)導(dao)致在奧氏體鋼(gang)中產生(sheng)(sheng)晶間腐蝕。還有很(hen)多(duo)其(qi)他(ta)鋼(gang)種(zhong)，包括超級(ji)奧氏體不銹鋼(gang)。由于 這些鋼(gang)種(zhong)獨(du)特的(de)(de)性(xing)(xing)能及對(dui)其(qi)焊接性(xing)(xing)的(de)(de)特殊(shu)考慮。
2. 奧氏體(ti)不(bu)銹鋼焊接方法與焊接材料的選擇
（1）焊接方法
奧氏(shi)體(ti)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)具(ju)有優良的焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接性，幾乎所有的熔焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)方(fang)法(fa)都可用(yong)于奧氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接，許多特種(zhong)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接方(fang)法(fa)，如電阻點焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)、縫焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)、閃光焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)、激(ji)光與(yu)電子束焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)、釬焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)都是(shi)可用(yong)于奧氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)，就根(gen)據具(ju)體(ti)的焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接性與(yu)接頭(tou)使用(yong)性能的要求(qiu)，合理(li)選擇最佳的焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接方(fang)法(fa)。其中焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)條電弧焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)、鎢極氬弧焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)、熔化(hua)極惰性氣體(ti)保護焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)、埋弧焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)是(shi)較為經(jing)濟的焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接方(fang)法(fa)。
(2) 焊材選擇
對于奧氏體(ti)不銹鋼(gang)填(tian)充金(jin)屬(shu)的種類，分成三個(ge)部分，反(fan)映了AWS按(an)焊接(jie)材料各類分別設(she)定的三種標準。其中：
a. 不銹鋼焊條(tiao)采(cai)用美(mei)國標(biao)準AWS A5.4標(biao)準用于焊條(tiao)（我公司焊材(cai)為GES-309，GES316L等）；
b. 不銹鋼焊(han)絲(si)(si)(si)采用(yong)美國標準AWS A5.9、A5.22等(deng)標準用(yong)于實心焊(han)絲(si)(si)(si)和金屬粉芯焊(han)絲(si)(si)(si)，氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)保(bao)(bao)護藥芯焊(han)絲(si)(si)(si)（我公(gong)司焊(han)材為(wei)GTS-309，GTS-316L等(deng)），所選焊(han)絲(si)(si)(si)可用(yong)于氬弧焊(han)、富氬混(hun)合氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)保(bao)(bao)護焊(han)、二(er)氧化碳氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)保(bao)(bao)護焊(han)及埋弧焊(han)焊(han)接(jie)用(yong)填充材料；
c.不銹鋼埋(mai)弧焊(han)主要選(xuan)用氧(yang)化性弱的中性或堿性焊(han)劑。
(3) 高(gao)鉬鋼焊接(jie)指南(nan)
我(wo)公司(si)在M035項目上用的奧氏(shi)體不銹鋼有316L和254SMO（ASTM A258 S31254），其中254SMO是(shi)我(wo)公司(si)第(di)一次焊(han)接(jie)的超級奧氏(shi)體不銹鋼材(cai)料(liao)，由(you)于(yu)其使(shi)用條件嚴格(ge)（用于(yu)腐(fu)蝕性環(huan)境(jing)），材(cai)料(liao)昂貴(gui)（包括母(mu)材(cai)和焊(han)材(cai)），且焊(han)工不太(tai)熟悉，操作性有一定的難度，因此對焊(han)接(jie)時要(yao)求(qiu)注意(yi)的重點(dian)列(lie)出(chu)用以指(zhi)導(dao)焊(han)接(jie)人員(yuan)(yuan)和檢驗(yan)人員(yuan)(yuan)。具(ju)體內(nei)容如下：
為防焊(han)接(jie)煙(yan)塵(chen)及Ar氣對焊(han)接(jie)人員的傷害，焊(han)接(jie)作業要在(zai)通風(feng)的環(huan)境中進行；
所有(you)的焊縫都應(ying)(ying)該略有(you)余高(gao)，應(ying)(ying)該避免出現平的或下凹狀的焊縫；
焊前(qian)一(yi)般不需要預(yu)熱，若環境溫度低于2℃，在距離焊縫區300mm的范圍(wei)內應至(zhi)少加熱到比周(zhou)圍(wei)環境溫度高10℃。
層間溫度不(bu)能(neng)大(da)于100℃，線能(neng)量不(bu)能(neng)超過1.5KJ/mm
焊(han)件表面的(de)金(jin)屬氧化物(wu)會(hui)導致(zhi)焊(han)接缺陷(xian)，因此(ci)焊(han)前對雜(za)質(zhi)的(de)清(qing)理(li)十分重要，通常清(qing)理(li)范(fan)圍從(cong)焊(han)縫處向兩側各(ge)延伸50mm，清(qing)理(li)范(fan)圍應當包(bao)括工作坡口加工的(de)邊緣以及空心管四周和管子內表面。注(zhu)意：金(jin)屬絲刷并(bing)不能完全(quan)清(qing)理(li)這些(xie)殘留物(wu)，用熱(re)水沖(chong)洗或(huo)擦(ca)洗或(huo)許是一個好(hao)方(fang)法(fa)。
焊接盡可能在1G和2F位(wei)置(zhi)進行(xing)
焊(han)接(jie)接(jie)頭設計(ji)必須使打底(di)焊(han)能很好(hao)的熔透，引(yin)弧(hu)(hu)點要在(zai)坡(po)口內，沿坡(po)口出現的電弧(hu)(hu)掃(sao)掠要打磨(mo)干凈(jing)。每一起弧(hu)(hu)與(yu)收弧(hu)(hu)處必須打磨(mo)干凈(jing)。
定位焊需(xu)要背(bei)部保護氣體(ti)，每一(yi)個接頭都必須打磨；
將(jiang)焊接處(chu)不能接觸銅和(he)黃銅（由銅和(he)鋅組成的(de)(de)銅合金(jin)），因為銅和(he)鋅的(de)(de)加(jia)入可能導致裂紋的(de)(de)形成。
二(er)、鐵素體-奧氏體雙相不銹鋼的焊接
1. 鐵(tie)素體-奧氏體雙相(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)的(de)概述(shu)
鐵(tie)素體(ti)-奧(ao)氏體(ti)雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)名字(zi)是(shi)(shi)來自于其室(shi)溫微觀組織，其中大概一(yi)(yi)半是(shi)(shi)鐵(tie)素體(ti)，一(yi)(yi)半是(shi)(shi)奧(ao)氏體(ti)。在20世(shi)紀(ji)30年(nian)(nian)代就知道有雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)，它時快時慢的(de)(de)(de)(de)(de)開發過程明(ming)(ming)顯地受(shou)到周期(qi)性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)鎳短缺的(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響。直到1982年(nian)(nian)美國《焊(han)(han)接(jie)手冊(ce)》也沒有認(ren)可雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)是(shi)(shi)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)中單(dan)獨(du)的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)類。在那(nei)時《焊(han)(han)接(jie)手冊(ce)》把較(jiao)早(zao)的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)種(zhong)雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)-329型(xing)(xing)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)列(lie)在奧(ao)氏體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)中。至少有一(yi)(yi)家329型(xing)(xing)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)制造(zao)商建議不(bu)(bu)要(yao)焊(han)(han)接(jie)這(zhe)種(zhong)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)，在20世(shi)紀(ji)50年(nian)(nian)代開發的(de)(de)(de)(de)(de)鑄造(zao)合金CD4MCu焊(han)(han)接(jie)后很脆。從上世(shi)紀(ji)80年(nian)(nian)代初這(zhe)種(zhong)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)迅速(su)開發，在同一(yi)(yi)時期(qi)召開的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)系列(lie)國際雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)會(hui)議編(bian)撰的(de)(de)(de)(de)(de)文集中，記錄了這(zhe)個開發過程。至今這(zhe)種(zhong)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)已被(bei)用于廣泛領域(yu)，主要(yao)用于要(yao)求優異耐腐蝕性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)場合。在這(zhe)一(yi)(yi)時期(qi)，鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)接(jie)和耐腐蝕性(xing)有了明(ming)(ming)顯的(de)(de)(de)(de)(de)改(gai)善，這(zhe)主要(yao)是(shi)(shi)由于認(ren)識到氮作為一(yi)(yi)種(zhong)合金元素可以起關(guan)鍵作用。
雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不銹鋼(gang)是(shi)(shi)(shi)用(yong)在(zai)能(neng)充分(fen)(fen)(fen)發(fa)揮其優點(dian)，即優異(yi)的(de)耐腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)性(xing)和(he)高強度(du)(du)或(huo)者二者兼有(you)(you)的(de)應(ying)用(yong)場(chang)合。因為(wei)它含有(you)(you)比奧(ao)氏(shi)體不銹鋼(gang)更高的(de)鐵(tie)素(su)體相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)成分(fen)(fen)(fen)，所(suo)以(yi)有(you)(you)高的(de)鐵(tie)磁性(xing)、高熱傳導性(xing)和(he)低(di)的(de)線脹系數(shu)。雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不銹鋼(gang)最(zui)多(duo)(duo)(duo)的(de)是(shi)(shi)(shi)被選用(yong)于(yu)耐腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)場(chang)合，已經在(zai)很(hen)多(duo)(duo)(duo)可(ke)(ke)能(neng)發(fa)生(sheng)應(ying)力腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)裂紋和(he)點(dian)蝕(shi)的(de)應(ying)用(yong)環境中(zhong)(zhong)代替了奧(ao)氏(shi)體不銹鋼(gang)。它們(men)在(zai)絕大多(duo)(duo)(duo)數(shu)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)場(chang)合遠優于(yu)結構而(er)又具有(you)(you)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)當的(de)強度(du)(du)。譬(pi)如雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不銹鋼(gang)已廣泛用(yong)于(yu)陸地和(he)海(hai)洋中(zhong)(zhong)的(de)油、氣管道。由(you)于(yu)雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不銹鋼(gang)在(zai)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)對(dui)不高的(de)溫(wen)度(du)(du)下就會形成很(hen)多(duo)(duo)(duo)脆性(xing)析出物(wu)，所(suo)以(yi)不推(tui)薦用(yong)于(yu)超過(guo)280攝氏(shi)度(du)(du)的(de)工作場(chang)合。它們(men)比奧(ao)氏(shi)體不銹鋼(gang)貴(gui)，倒不是(shi)(shi)(shi)完全因為(wei)合金元素(su)貴(gui)，而(er)主(zhu)要(yao)是(shi)(shi)(shi)由(you)于(yu)從鑄態到最(zui)終的(de)板材(cai)、薄(bo)板、管件的(de)加工費用(yong)貴(gui)。然(ran)而(er)它們(men)提供了優異(yi)的(de)而(er)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)性(xing)并可(ke)(ke)降低(di)重量，在(zai)中(zhong)(zhong)等程度(du)(du)侵(qin)蝕(shi)性(xing)介質中(zhong)(zhong)可(ke)(ke)能(neng)用(yong)來代替某些鎳基(ji)合金，而(er)價(jia)格(ge)僅為(wei)原來的(de)幾分(fen)(fen)(fen)之一。
雙相不銹鋼(gang)(gang)(gang)典型的(de)(de)(de)(de)(de)屈服強度大約是425MPa，和奧氏體不銹鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)210MPa比較強度要(yao)(yao)高(gao)得多。因(yin)為雙相不銹鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)強度高(gao)，其硬度也(ye)高(gao)，所以在要(yao)(yao)求耐腐蝕同時(shi)(shi)(shi)要(yao)(yao)求耐磨(mo)損的(de)(de)(de)(de)(de)場(chang)合(he)(he)，這種鋼(gang)(gang)(gang)更有優(you)勢(shi)。與此同時(shi)(shi)(shi)，雙相不銹鋼(gang)(gang)(gang)具有良(liang)好的(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)接(jie)(jie)性，與鐵(tie)素(su)體不銹鋼(gang)(gang)(gang)及奧氏體不銹鋼(gang)(gang)(gang)相比，它(ta)既不像鐵(tie)素(su)體不銹鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)接(jie)(jie)熱影響區，由于(yu)晶(jing)粒嚴重粗化而(er)使塑(su)韌性大幅度降低(di)，也(ye)不像奧氏體不銹鋼(gang)(gang)(gang)那樣，對焊(han)接(jie)(jie)熱裂紋比較敏感。當今大多數(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)雙相不銹鋼(gang)(gang)(gang)都是有好的(de)(de)(de)(de)(de)韌度和延性，然而(er)它(ta)們在低(di)溫時(shi)(shi)(shi)有韌脆轉變，所以一般不適(shi)合(he)(he)用于(yu)低(di)溫。雙 不銹鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)工作溫度范(fan)圍一般限于(yu)-40～280攝(she)氏度。
雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)線脹系(xi)數和碳(tan)鋼(gang)(gang)、低合金鋼(gang)(gang)接近(jin)。由于(yu)這種(zhong)相(xiang)似性(xing)，這種(zhong)鋼(gang)(gang)也(ye)可(ke)用(yong)(yong)于(yu)需要(yao)雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)和碳(tan)鋼(gang)(gang)配合使(shi)用(yong)(yong)的(de)高壓容器類的(de)結構。這種(zhong)情況下，相(xiang)對(dui)于(yu)使(shi)用(yong)(yong)奧(ao)氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)，能減少由于(yu)熱(re)膨脹不(bu)同引起的(de)熱(re)應(ying)(ying)力。然而由于(yu)雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)中析出反(fan)應(ying)(ying)在(zai)較低溫度下發(fa)生，因(yin)而它(ta)不(bu)適(shi)宜用(yong)(yong)于(yu)需要(yao)進行消(xiao)除應(ying)(ying)力熱(re)處理(li)（焊后熱(re)處理(li)）的(de)場合。
2. 雙(shuang)相(xiang)不銹(xiu)鋼的化學成分及組(zu)織特(te)點
a. 化學成分
目前，國際(ji)上普(pu)遍采用的鐵素體-奧氏體雙(shuang)(shuang)相不(bu)銹(xiu)鋼可為Cr18型、Cr23型、Cr22型、Cr25型四類。對(dui)于Cr25型雙(shuang)(shuang)相不(bu)銹(xiu)鋼，也(ye)有普(pu)通(tong)雙(shuang)(shuang)相不(bu)銹(xiu)鋼和超級雙(shuang)(shuang)相不(bu)銹(xiu)鋼之(zhi)分，當點蝕指(zhi)數(shu)PREN（PREN=w(Cr)+ 3.3w(Mo)+16 w(N)）>40時(shi)，稱(cheng)為超級雙(shuang)(shuang)相不(bu)銹(xiu)鋼，
我國列入(ru)國家的(de)鐵素體-奧氏體雙(shuang)相(xiang)不銹鋼主要(yao)有Cr18與Cr25兩(liang)大(da)類型。另外(wai)一些與國外(wai)典型材料相(xiang)類似的(de)鋼種也有生產和應用。
b. 組織特點
雙相(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)以(yi)單相(xiang)δ鐵素體(ti)凝固結晶(jing)，當繼續(xu)冷卻時，發生(sheng)δ→γ相(xiang)變(bian)，隨著溫(wen)(wen)度的(de)降低，δ→γ相(xiang)變(bian)不(bu)(bu)斷進行。在(zai)平衡(heng)條件下或者非(fei)快速冷卻的(de)情況下，部分δ鐵素體(ti)將保留到室溫(wen)(wen)，因此，室溫(wen)(wen)下的(de)組(zu)織為δ→γ雙相(xiang)組(zu)織。
3. 雙相不銹鋼(gang)的焊(han)接特點
焊接(jie)(jie)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)是一個快速(su)加(jia)熱(re)與快速(su)冷(leng)卻(que)的(de)(de)熱(re)循環過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)。在(zai)加(jia)熱(re)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中，當(dang)熱(re)影響區的(de)(de)溫度(du)超過(guo)(guo)雙相(xiang)(xiang)不銹(xiu)鋼的(de)(de)固溶處理(li)(li)溫度(du)，在(zai)1150~1400℃的(de)(de)高(gao)(gao)溫狀態下(xia)，晶粒將(jiang)發(fa)生長大，而且發(fa)生γ→δ相(xiang)(xiang)變(bian)(bian)(bian)，γ相(xiang)(xiang)明(ming)顯減(jian)少，δ相(xiang)(xiang)增多。一些鋼的(de)(de)高(gao)(gao)溫近縫區會出現晶粒較(jiao)(jiao)粗大的(de)(de)δ鐵(tie)素(su)體(ti)組織。如果焊后的(de)(de)冷(leng)卻(que)速(su)度(du)較(jiao)(jiao)快，將(jiang)抑制(zhi)δ→γ的(de)(de)二次(ci)(ci)相(xiang)(xiang)變(bian)(bian)(bian)，使熱(re)影響區的(de)(de)相(xiang)(xiang)比例失(shi)調，當(dang)δ鐵(tie)素(su)體(ti)大于70%時，二次(ci)(ci)轉變(bian)(bian)(bian)的(de)(de)γ奧氏(shi)體(ti)也變(bian)(bian)(bian)成針(zhen)狀和(he)羽毛狀，具(ju)有魏氏(shi)組織特征(zheng)，導致力學性能和(he)耐腐蝕(shi)性能惡(e)化(hua)。當(dang)焊后冷(leng)卻(que)速(su)度(du)較(jiao)(jiao)慢(man)時，則δ→γ的(de)(de)二次(ci)(ci)相(xiang)(xiang)變(bian)(bian)(bian)比較(jiao)(jiao)充分，室溫下(xia)為相(xiang)(xiang)比例較(jiao)(jiao)為合(he)適(shi)的(de)(de)雙相(xiang)(xiang)組織。因此，為防止熱(re)影響區的(de)(de)快速(su)冷(leng)卻(que)，使δ→γ二次(ci)(ci)相(xiang)(xiang)變(bian)(bian)(bian)較(jiao)(jiao)為充分，保證較(jiao)(jiao)合(he)理(li)(li)的(de)(de)相(xiang)(xiang)比例，足夠的(de)(de)焊接(jie)(jie)熱(re)輸入是必要的(de)(de)。隨著母材(cai)厚度(du)的(de)(de)增加(jia)，焊接(jie)(jie)熱(re)輸入應(ying)適(shi)當(dang)提高(gao)(gao)。
對(dui)于雙相(xiang)(xiang)不銹鋼焊(han)縫金(jin)(jin)屬(shu)，仍(reng)以單相(xiang)(xiang)δ鐵(tie)素(su)體凝(ning)固結晶，并隨溫(wen)度的(de)(de)(de)(de)降低(di)發(fa)生δ→γ組織(zhi)轉(zhuan)變(bian)。但由于其(qi)熔化-凝(ning)固-冷卻相(xiang)(xiang)變(bian)是一個速(su)度較(jiao)快的(de)(de)(de)(de)不平衡過程，因(yin)(yin)此(ci)(ci)，焊(han)縫金(jin)(jin)屬(shu)冷卻過程中(zhong)的(de)(de)(de)(de)δ→γ組織(zhi)轉(zhuan)變(bian)必(bi)然(ran)是不平衡的(de)(de)(de)(de)。當焊(han)縫金(jin)(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)(de)化學成分(fen)(fen)與母材成分(fen)(fen)相(xiang)(xiang)同，或者母材自熔時，焊(han)縫金(jin)(jin)屬(shu)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)δ相(xiang)(xiang)將(jiang)偏高，而(er)γ相(xiang)(xiang)偏低(di)。為了(le)保證焊(han)縫金(jin)(jin)屬(shu)中(zhong)有足夠的(de)(de)(de)(de)γ相(xiang)(xiang)，應提(ti)高焊(han)縫金(jin)(jin)屬(shu)化學成分(fen)(fen)的(de)(de)(de)(de)Ni當量，通常的(de)(de)(de)(de)方法是提(ti)高奧(ao)氏(shi)體化元素(su)（Ni、N）的(de)(de)(de)(de)含量，因(yin)(yin)此(ci)(ci)就出現(xian)了(le)焊(han)縫金(jin)(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)(de)超合金(jin)(jin)化的(de)(de)(de)(de)特點(dian)。
雙相(xiang)不(bu)銹鋼具有(you)良(liang)好的(de)焊(han)(han)接性(xing)，盡(jin)管其(qi)(qi)凝(ning)固(gu)結晶(jing)為(wei)單相(xiang)鐵(tie)素(su)體，但在(zai)一(yi)般的(de)拘束(shu)條件下，焊(han)(han)縫(feng)金屬的(de)熱(re)裂(lie)紋(wen)敏感(gan)性(xing)很小，當雙相(xiang)組織的(de)比例適當時(shi)，其(qi)(qi)冷裂(lie)紋(wen)敏感(gan)性(xing)也較(jiao)低(di)。但應(ying)注意，雙相(xiang)不(bu)銹鋼中(zhong)畢(bi)竟具有(you)較(jiao)高的(de)鐵(tie)素(su)體，當拘束(shu)度較(jiao)大及焊(han)(han)縫(feng)金屬含氫(qing)量較(jiao)高時(shi)，還存在(zai)焊(han)(han)接氫(qing)致(zhi)裂(lie)紋(wen)的(de)危險。因此，在(zai)焊(han)(han)接材料(liao)選擇與焊(han)(han)接過程(cheng)中(zhong)應(ying)控(kong)制(zhi)氫(qing)的(de)來源。
另(ling)請注意：雙相(xiang)鋼(gang)與雙相(xiang)不銹鋼(gang)定義不同，雙相(xiang)鋼(gang)是指由(you)低(di)(di)碳(tan)鋼(gang)或低(di)(di)合金高強度鋼(gang)經臨(lin)界處理或控制(zhi)軋(ya)制(zhi)而(er)得到(dao)的(de)主要由(you)鐵素體和馬氏體所組成的(de)鋼(gang)。
4. 焊(han)接工藝方法(fa)與焊(han)接材(cai)料
a. 焊接(jie)工藝方(fang)法
到目(mu)前(qian)為止，焊(han)(han)(han)條電弧焊(han)(han)(han)、鎢極(ji)氬(ya)弧焊(han)(han)(han)、熔化極(ji)氣體保(bao)護(hu)焊(han)(han)(han)（采(cai)用(yong)實心焊(han)(han)(han)絲(si)或藥芯(xin)焊(han)(han)(han)絲(si)）、甚(shen)至埋弧焊(han)(han)(han)都可(ke)用(yong)于鐵素體-奧氏體雙(shuang)相不銹(xiu)鋼的焊(han)(han)(han)接。
b. 焊(han)接工藝(yi)方法選擇及坡口形(xing)式與尺寸
根據管、板厚(hou)度及相應的焊接工(gong)藝方法選(xuan)擇及坡(po)口(kou)尺寸(cun)。
c. 雙相(xiang)不銹鋼(gang)鋼(gang)焊接指南
我公司在M021項目上用的雙相不銹鋼為ASTM A790 S32750和S32760，且此(ci)二者皆為超級雙相不銹鋼，所(suo)選(xuan)焊(han)接方法為GTAW，所(suo)選(xuan)焊(han)絲為SANDVIK 25.10.4.L。焊(han)接時(shi)的注意與焊(han)接超級奧(ao)氏體類似，但層間溫度(du)可控制(zhi)為150攝氏度(du)以(yi)下。
d. 不銹鋼(gang)焊接材(cai)料品(pin)牌
到目前為止(zhi)，焊條電弧(hu)焊、鎢(wu)極氬弧(hu)焊、已經在我(wo)公司(si)進行使用(yong)，現(xian)在正在使用(yong)的(de)焊材如下表：
