許多焊接方法都可用于不(bu)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、奧氏體(ti)不銹鋼的焊(han)接
1. 奧氏體不銹鋼的概述
奧(ao)氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)代(dai)表了整個不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)系(xi)(xi)列中(zhong)(zhong)最(zui)大(da)(da)的(de)(de)一(yi)個類(lei)(lei)別，生產的(de)(de)噸(dun)位(wei)高(gao)于(yu)其他任何一(yi)種類(lei)(lei)別。它(ta)們(men)在(zai)(zai)(zai)絕大(da)(da)多數(shu)(shu)環(huan)境中(zhong)(zhong)具有(you)(you)良好(hao)的(de)(de)耐腐(fu)蝕(shi)性。奧(ao)氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)具有(you)(you)和(he)(he)低(di)碳(tan)鋼(gang)(gang)(gang)相(xiang)當(dang)的(de)(de)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)，室溫(wen)(wen)時最(zui)低(di)屈服(fu)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)約為210MPa（30ksi），然而不(bu)能相(xiang)變(bian)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)化。由于(yu)這(zhe)類(lei)(lei)鋼(gang)(gang)(gang)低(di)溫(wen)(wen)沖擊韌(ren)度(du)(du)好(hao)而可(ke)(ke)(ke)用(yong)(yong)于(yu)低(di)溫(wen)(wen)工(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)環(huan)境。其高(gao)溫(wen)(wen)工(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)溫(wen)(wen)度(du)(du)可(ke)(ke)(ke)達760℃或者更高(gao)，但是(shi)(shi)大(da)(da)部分(fen)鋼(gang)(gang)(gang)在(zai)(zai)(zai)這(zhe)么(me)高(gao)的(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)下(xia)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)和(he)(he)抗氧化能力是(shi)(shi)有(you)(you)限的(de)(de)。奧(ao)氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)可(ke)(ke)(ke)以(yi)通過冷作(zuo)(zuo)(zuo)硬化而有(you)(you)效地(di)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)化。它(ta)們(men)經(jing)常用(yong)(yong)于(yu)要(yao)求有(you)(you)很(hen)耐大(da)(da)氣(qi)腐(fu)蝕(shi)或耐高(gao)溫(wen)(wen)腐(fu)蝕(shi)能力的(de)(de)工(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)場合。只要(yao)按照正確的(de)(de)工(gong)藝規范施焊，這(zhe)類(lei)(lei)鋼(gang)(gang)(gang)都是(shi)(shi)可(ke)(ke)(ke)以(yi)焊接的(de)(de)。在(zai)(zai)(zai)這(zhe)類(lei)(lei)鋼(gang)(gang)(gang)中(zhong)(zhong)添(tian)加(jia)大(da)(da)量(liang)的(de)(de)奧(ao)氏(shi)體形成(cheng)元素，特別是(shi)(shi)鎳（一(yi)般w（Cr）=8%），其他的(de)(de)奧(ao)氏(shi)體形成(cheng)元素是(shi)(shi)C、N和(he)(he)Cu。碳(tan)和(he)(he)氮是(shi)(shi)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)奧(ao)氏(shi)體形成(cheng)元素，這(zhe)可(ke)(ke)(ke)以(yi)從鎳當(dang)量(liang)公式中(zhong)(zhong)各(ge)系(xi)(xi)數(shu)(shu)值可(ke)(ke)(ke)看出：Nieq=Ni+35C+20N+0.25Cu，加(jia)碳(tan)是(shi)(shi)為了改(gai)進(jin)高(gao)溫(wen)(wen)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)（蠕變(bian)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)）。在(zai)(zai)(zai)某些鋼(gang)(gang)(gang)中(zhong)(zhong)加(jia)入氮主要(yao)是(shi)(shi)為了改(gai)進(jin)室溫(wen)(wen)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)和(he)(he)低(di)溫(wen)(wen)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)，有(you)(you)時可(ke)(ke)(ke)以(yi)提高(gao)一(yi)倍多，用(yong)(yong)氮強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)化的(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)經(jing)常在(zai)(zai)(zai)它(ta)們(men)的(de)(de)AISI 300系(xi)(xi)列型號后面標(biao)注(zhu)一(yi)個后綴N，如(ru)(ru)304LN。AISI 200系(xi)(xi)列（如(ru)(ru)201）也是(shi)(shi)氮強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)化鋼(gang)(gang)(gang)，經(jing)常使(shi)用(yong)(yong)各(ge)種商業名稱(cheng)，例如(ru)(ru)：Nitronic.
奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)一(yi)般具有較好的(de)(de)韌度和延(yan)性(xing)，在(zai)拉(la)伸加(jia)載時顯示出(chu)很高的(de)(de)斷(duan)后伸長率。由于鋼(gang)(gang)中(zhong)合(he)金含量較高，所以比(bi)馬(ma)氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)、低(di)鉻(ge)和中(zhong)鉻(ge)鐵素(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)要貴。盡管鋼(gang)(gang)本身(shen)價格(ge)高，但提供(gong)了突出(chu)的(de)(de)工(gong)程制造方面的(de)(de)優點，特別是良好成形性(xing)和焊接性(xing)，因而和其他類(lei)的(de)(de)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)比(bi)較，經常降低(di)了總的(de)(de)成本。奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)雖(sui)然有很多(duo)種類(lei)，但300系列是最老的(de)(de)也是應(ying)用最廣的(de)(de)。這類(lei)鋼(gang)(gang)大部分是在(zai)18Cr-8Ni系的(de)(de)基礎上加(jia)入(ru)合(he)金元素(su)或(huo)者是進行變(bian)質，而得到獨特的(de)(de)性(xing)能或(huo)者使(shi)性(xing)能更完備。
304型(xing)不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)是(shi)這(zhe)個系列鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)基礎，加上304L代(dai)(dai)表了(le)最常選用(yong)(yong)的(de)奧(ao)氏體不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)。在316型(xing)不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中(zhong)用(yong)(yong)質(zhi)量分(fen)數大約2%的(de)仩替代(dai)(dai)等量的(de)鉻以改善耐(nai)點(dian)蝕(shi)能(neng)力。在穩定化的(de)321和(he)347鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中(zhong)分(fen)別少(shao)量的(de)鈦和(he)鈮，它們和(he)碳結合以減少(shao)由于(yu)析出富鉻碳化物而引起的(de)晶間(jian)(jian)腐(fu)蝕(shi)。在上世紀60年代(dai)(dai)普(pu)遍(bian)使用(yong)(yong)L類鋼(gang)(gang)(gang)(gang)，這(zhe)是(shi)由于(yu)利用(yong)(yong)AOD（氬(ya)-氧脫碳）方(fang)法熔煉，降低(di)(di)了(le)標(biao)準型(xing)（非低(di)(di)碳鋼(gang)(gang)(gang)(gang)）和(he)低(di)(di)碳型(xing)不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)之(zhi)間(jian)(jian)的(de)價格差別。這(zhe)類低(di)(di)碳型(xing)號不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)（304L，316L）已經(jing)廣(guang)泛用(yong)(yong)于(yu)受(shou)到晶間(jian)(jian)侵蝕(shi)和(he)晶間(jian)(jian)應力腐(fu)蝕(shi)的(de)工(gong)作場(chang)合。
如ASTM A312中，最廣(guang)泛使用的(de)(de)鋼(gang)(gang)材(cai)304、316、321和347以及(ji)它(ta)們的(de)(de)變種鋼(gang)(gang)都是(shi)18-8類(lei)(lei)型(xing)，含(han)有的(de)(de)名義成分(fen)（質(zhi)量分(fen)數(shu)）是(shi)18%鉻和8%鎳(nie)。L類(lei)(lei)鋼(gang)(gang)代(dai)表低碳類(lei)(lei)的(de)(de)變種鋼(gang)(gang)，其名義碳的(de)(de)質(zhi)量分(fen)數(shu)是(shi)0.03%。這類(lei)(lei)鋼(gang)(gang)提(ti)高(gao)了在(zai)(zai)腐蝕(shi)環境(jing)中對晶間侵蝕(shi)的(de)(de)耐力(li)。H類(lei)(lei)鋼(gang)(gang)碳的(de)(de)質(zhi)量分(fen)數(shu)接近于(yu)0.1%，其高(gao)溫強度(du)比標準(zhun)鋼(gang)(gang)及(ji)L類(lei)(lei)鋼(gang)(gang)高(gao)，因而(er)用于(yu)高(gao)溫場合。N類(lei)(lei)鋼(gang)(gang)是(shi)在(zai)(zai)300系(xi)列鋼(gang)(gang)中有意加(jia)入質(zhi)量分(fen)數(shu)高(gao)達(da)0.20%的(de)(de)氮（300N，316N）碳在(zai)(zai)含(han)錳的(de)(de)鋼(gang)(gang)里氮的(de)(de)加(jia)入量更高(gao)（錳增加(jia)氮在(zai)(zai)奧(ao)氏體相中的(de)(de)溶解度(du)）。較(jiao)高(gao)的(de)(de)氮含(han)量可以增加(jia)奧(ao)氏體不銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)強度(du)、抗(kang)磨損和耐點蝕(shi)能力(li)。
含有(you)鈦和鈮的(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)如321和347型稱為穩定化鋼(gang)(gang)，因(yin)為加入這(zhe)(zhe)兩(liang)種(zhong)元素穩定了碳(tan)，阻止其(qi)生(sheng)(sheng)成M23C6型鉻(ge)的(de)(de)(de)碳(tan)化物(wu)。由于(yu)鈦和鈮的(de)(de)(de)加入量達(da)到1.0%（質量分數(shu)）時可以有(you)效(xiao)地減少基本中的(de)(de)(de)碳(tan)含量使富鉻(ge)碳(tan)化物(wu)的(de)(de)(de)析(xi)出很(hen)困(kun)難，這(zhe)(zhe)就(jiu)降低了敏(min)化的(de)(de)(de)可能性(xing)，而敏(min)化會導致在奧氏(shi)體鋼(gang)(gang)中產生(sheng)(sheng)晶間腐蝕。還有(you)很(hen)多(duo)其(qi)他(ta)鋼(gang)(gang)種(zhong)，包(bao)括超級奧氏(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)。由于(yu) 這(zhe)(zhe)些鋼(gang)(gang)種(zhong)獨(du)特的(de)(de)(de)性(xing)能及對(dui)其(qi)焊接性(xing)的(de)(de)(de)特殊考(kao)慮。
2. 奧(ao)氏體不銹鋼焊(han)接(jie)方法與焊(han)接(jie)材料的選擇
（1）焊接方法
奧氏(shi)體(ti)體(ti)不銹鋼具有優良的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)性(xing)，幾乎所有的(de)(de)熔焊(han)(han)方(fang)法都可用于奧氏(shi)體(ti)不銹鋼的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)，許多特種焊(han)(han)接(jie)方(fang)法，如電(dian)阻(zu)點焊(han)(han)、縫焊(han)(han)、閃光焊(han)(han)、激光與電(dian)子束焊(han)(han)、釬焊(han)(han)都是可用于奧氏(shi)體(ti)不銹鋼，就根(gen)據具體(ti)的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)性(xing)與接(jie)頭使用性(xing)能的(de)(de)要求(qiu)，合理選(xuan)擇最佳(jia)的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)方(fang)法。其中焊(han)(han)條電(dian)弧(hu)焊(han)(han)、鎢極(ji)氬弧(hu)焊(han)(han)、熔化極(ji)惰(duo)性(xing)氣體(ti)保護焊(han)(han)、埋弧(hu)焊(han)(han)是較為經(jing)濟的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)方(fang)法。
(2) 焊材選擇
對于奧氏體不銹(xiu)鋼填充(chong)金(jin)屬(shu)的(de)(de)種類，分成(cheng)三(san)個(ge)部分，反映(ying)了AWS按焊接材料各(ge)類分別設(she)定的(de)(de)三(san)種標準。其中：
a. 不(bu)銹鋼(gang)焊條(tiao)采(cai)用(yong)美國(guo)標(biao)準AWS A5.4標(biao)準用(yong)于焊條(tiao)（我公司焊材為GES-309，GES316L等）；
b. 不銹鋼(gang)焊(han)(han)(han)絲(si)采用(yong)(yong)美國標準AWS A5.9、A5.22等標準用(yong)(yong)于(yu)實心焊(han)(han)(han)絲(si)和(he)金屬粉芯焊(han)(han)(han)絲(si)，氣(qi)體(ti)保護藥芯焊(han)(han)(han)絲(si)（我公(gong)司焊(han)(han)(han)材(cai)為(wei)GTS-309，GTS-316L等），所選焊(han)(han)(han)絲(si)可(ke)用(yong)(yong)于(yu)氬(ya)弧焊(han)(han)(han)、富氬(ya)混合氣(qi)體(ti)保護焊(han)(han)(han)、二(er)氧(yang)化碳氣(qi)體(ti)保護焊(han)(han)(han)及埋弧焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)接用(yong)(yong)填充材(cai)料(liao)；
c.不銹鋼埋弧焊主要選用氧化性弱的中性或堿性焊劑。
(3) 高鉬鋼焊(han)接指南
我公司(si)在M035項目上用(yong)的(de)奧氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹鋼有(you)316L和(he)(he)254SMO（ASTM A258 S31254），其中254SMO是我公司(si)第一次焊(han)接(jie)的(de)超級奧氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹鋼材料，由(you)于其使用(yong)條件嚴格（用(yong)于腐蝕(shi)性環境），材料昂(ang)貴（包括母材和(he)(he)焊(han)材），且焊(han)工(gong)不(bu)(bu)太(tai)熟悉，操作性有(you)一定(ding)的(de)難度(du)，因此對焊(han)接(jie)時要求注意的(de)重點列出用(yong)以指(zhi)導焊(han)接(jie)人員(yuan)(yuan)和(he)(he)檢驗(yan)人員(yuan)(yuan)。具體(ti)內容如下：
為(wei)防焊接(jie)煙塵及Ar氣對焊接(jie)人員的傷害，焊接(jie)作業要在通風(feng)的環境(jing)中進(jin)行；
所有(you)的焊(han)縫(feng)都應該略有(you)余(yu)高，應該避免(mian)出現平的或下凹狀的焊(han)縫(feng)；
焊(han)前一般不(bu)需要預熱，若(ruo)環境溫度低于2℃，在(zai)距離(li)焊(han)縫區300mm的范(fan)圍內應至少加熱到比周圍環境溫度高10℃。
層間溫度不能(neng)大于100℃，線能(neng)量(liang)不能(neng)超過1.5KJ/mm
焊(han)(han)件(jian)表面的(de)金(jin)屬氧化物會導(dao)致焊(han)(han)接(jie)缺陷，因此焊(han)(han)前對雜質的(de)清(qing)理(li)(li)(li)十分重要(yao)，通常清(qing)理(li)(li)(li)范圍從焊(han)(han)縫處向兩側各延伸50mm，清(qing)理(li)(li)(li)范圍應當包括工作坡口加工的(de)邊(bian)緣以(yi)及空心管(guan)四周和管(guan)子內表面。注意：金(jin)屬絲刷并不(bu)能完(wan)全清(qing)理(li)(li)(li)這些殘(can)留物，用熱(re)水(shui)沖洗或擦洗或許是一個好(hao)方(fang)法(fa)。
焊接盡可(ke)能(neng)在1G和2F位置進行
焊接接頭設(she)計必須(xu)使打(da)底焊能很好的熔透，引弧點(dian)要在坡口內，沿坡口出現的電弧掃(sao)掠要打(da)磨(mo)干(gan)(gan)凈。每一起弧與(yu)收(shou)弧處必須(xu)打(da)磨(mo)干(gan)(gan)凈。
定位焊需要背部保(bao)護氣體，每一(yi)個接頭都必須打磨；
將焊接(jie)處不能接(jie)觸銅(tong)和黃銅(tong)（由銅(tong)和鋅(xin)組成的銅(tong)合金），因(yin)為(wei)銅(tong)和鋅(xin)的加入可能導致(zhi)裂紋的形(xing)成。
二、鐵素體-奧(ao)氏體雙相不銹鋼的焊接
1. 鐵素體-奧氏體雙相不(bu)銹鋼的概述
鐵素(su)體(ti)-奧(ao)氏體(ti)雙(shuang)(shuang)(shuang)相不銹(xiu)鋼(gang)(gang)名字是來自(zi)于(yu)(yu)其室(shi)溫微觀組(zu)織，其中大(da)概一(yi)(yi)(yi)半是鐵素(su)體(ti)，一(yi)(yi)(yi)半是奧(ao)氏體(ti)。在(zai)20世(shi)紀(ji)(ji)30年(nian)(nian)代(dai)(dai)就知道有(you)雙(shuang)(shuang)(shuang)相不銹(xiu)鋼(gang)(gang)，它時(shi)(shi)(shi)快時(shi)(shi)(shi)慢(man)的(de)(de)(de)(de)開(kai)發過程明顯地受到周(zhou)期(qi)性(xing)的(de)(de)(de)(de)鎳短(duan)缺的(de)(de)(de)(de)影響。直到1982年(nian)(nian)美國(guo)《焊接手冊》也沒有(you)認(ren)可雙(shuang)(shuang)(shuang)相不銹(xiu)鋼(gang)(gang)是不銹(xiu)鋼(gang)(gang)中單獨的(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)(yi)類。在(zai)那時(shi)(shi)(shi)《焊接手冊》把較早(zao)的(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)(yi)種(zhong)雙(shuang)(shuang)(shuang)相不銹(xiu)鋼(gang)(gang)-329型不銹(xiu)鋼(gang)(gang)列在(zai)奧(ao)氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)中。至少有(you)一(yi)(yi)(yi)家329型不銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)制造商建議不要焊接這(zhe)(zhe)種(zhong)鋼(gang)(gang)，在(zai)20世(shi)紀(ji)(ji)50年(nian)(nian)代(dai)(dai)開(kai)發的(de)(de)(de)(de)鑄(zhu)造合金(jin)CD4MCu焊接后很脆。從上世(shi)紀(ji)(ji)80年(nian)(nian)代(dai)(dai)初(chu)這(zhe)(zhe)種(zhong)鋼(gang)(gang)迅速開(kai)發，在(zai)同一(yi)(yi)(yi)時(shi)(shi)(shi)期(qi)召開(kai)的(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)(yi)系列國(guo)際雙(shuang)(shuang)(shuang)相不銹(xiu)鋼(gang)(gang)會(hui)議編撰的(de)(de)(de)(de)文(wen)集中，記(ji)錄了這(zhe)(zhe)個開(kai)發過程。至今這(zhe)(zhe)種(zhong)鋼(gang)(gang)已被用于(yu)(yu)廣泛領域，主要用于(yu)(yu)要求優異耐腐(fu)蝕性(xing)的(de)(de)(de)(de)場(chang)合。在(zai)這(zhe)(zhe)一(yi)(yi)(yi)時(shi)(shi)(shi)期(qi)，鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)焊接和耐腐(fu)蝕性(xing)有(you)了明顯的(de)(de)(de)(de)改善，這(zhe)(zhe)主要是由于(yu)(yu)認(ren)識到氮作為一(yi)(yi)(yi)種(zhong)合金(jin)元素(su)可以起(qi)關鍵(jian)作用。
雙相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼是(shi)用(yong)在能充分發揮其優(you)(you)點，即優(you)(you)異的(de)耐腐(fu)(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)和高(gao)強度(du)或者(zhe)二者(zhe)兼有(you)(you)的(de)應用(yong)場(chang)(chang)合。因為它(ta)(ta)含有(you)(you)比奧(ao)氏(shi)體不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼更高(gao)的(de)鐵素體相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)成分，所以有(you)(you)高(gao)的(de)鐵磁(ci)性(xing)(xing)、高(gao)熱傳導性(xing)(xing)和低(di)的(de)線脹(zhang)系數。雙相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼最(zui)多的(de)是(shi)被選用(yong)于(yu)(yu)耐腐(fu)(fu)蝕(shi)場(chang)(chang)合，已(yi)經(jing)在很(hen)多可能發生應力腐(fu)(fu)蝕(shi)裂紋和點蝕(shi)的(de)應用(yong)環境中(zhong)(zhong)代替了(le)奧(ao)氏(shi)體不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼。它(ta)(ta)們(men)在絕大多數腐(fu)(fu)蝕(shi)場(chang)(chang)合遠優(you)(you)于(yu)(yu)結構而又具有(you)(you)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)當(dang)的(de)強度(du)。譬(pi)如(ru)雙相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼已(yi)廣(guang)泛(fan)用(yong)于(yu)(yu)陸地和海(hai)洋中(zhong)(zhong)的(de)油、氣管道。由于(yu)(yu)雙相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼在相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)對(dui)不(bu)(bu)高(gao)的(de)溫度(du)下就會形(xing)成很(hen)多脆性(xing)(xing)析出(chu)物，所以不(bu)(bu)推薦用(yong)于(yu)(yu)超過280攝氏(shi)度(du)的(de)工作場(chang)(chang)合。它(ta)(ta)們(men)比奧(ao)氏(shi)體不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼貴(gui)，倒不(bu)(bu)是(shi)完全因為合金元素貴(gui)，而主要是(shi)由于(yu)(yu)從鑄態到最(zui)終的(de)板(ban)材、薄板(ban)、管件的(de)加(jia)工費用(yong)貴(gui)。然而它(ta)(ta)們(men)提供了(le)優(you)(you)異的(de)而腐(fu)(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)并可降低(di)重量，在中(zhong)(zhong)等(deng)程(cheng)度(du)侵蝕(shi)性(xing)(xing)介質中(zhong)(zhong)可能用(yong)來代替某(mou)些鎳基合金，而價格僅為原(yuan)來的(de)幾分之一。
雙(shuang)相不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)典型的(de)(de)(de)屈服強度(du)(du)大約是(shi)425MPa，和奧氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)210MPa比(bi)(bi)(bi)較強度(du)(du)要高(gao)得多。因為雙(shuang)相不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)強度(du)(du)高(gao)，其硬度(du)(du)也(ye)高(gao)，所(suo)以(yi)在(zai)要求耐(nai)腐蝕(shi)同時(shi)(shi)要求耐(nai)磨損的(de)(de)(de)場合，這種鋼(gang)(gang)更有(you)(you)優勢。與此(ci)同時(shi)(shi)，雙(shuang)相不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)具(ju)有(you)(you)良好(hao)(hao)的(de)(de)(de)焊接(jie)性(xing)，與鐵(tie)素體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)及奧氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)相比(bi)(bi)(bi)，它(ta)既不(bu)像(xiang)鐵(tie)素體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)焊接(jie)熱影響區(qu)，由于(yu)晶粒嚴重粗化而(er)(er)使塑韌(ren)(ren)性(xing)大幅(fu)度(du)(du)降低(di)(di)，也(ye)不(bu)像(xiang)奧氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)那(nei)樣，對焊接(jie)熱裂紋比(bi)(bi)(bi)較敏(min)感。當今大多數的(de)(de)(de)雙(shuang)相不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)都是(shi)有(you)(you)好(hao)(hao)的(de)(de)(de)韌(ren)(ren)度(du)(du)和延性(xing)，然(ran)而(er)(er)它(ta)們在(zai)低(di)(di)溫(wen)時(shi)(shi)有(you)(you)韌(ren)(ren)脆轉變，所(suo)以(yi)一(yi)般不(bu)適合用于(yu)低(di)(di)溫(wen)。雙(shuang) 不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)工作(zuo)溫(wen)度(du)(du)范圍一(yi)般限于(yu)-40～280攝氏(shi)度(du)(du)。
雙相不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)的(de)線(xian)脹系(xi)數和(he)碳鋼(gang)(gang)(gang)、低合(he)金鋼(gang)(gang)(gang)接近。由于(yu)(yu)這種(zhong)相似性，這種(zhong)鋼(gang)(gang)(gang)也可(ke)用于(yu)(yu)需(xu)要(yao)(yao)雙相不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)和(he)碳鋼(gang)(gang)(gang)配合(he)使用的(de)高壓容(rong)器類的(de)結構。這種(zhong)情況下，相對于(yu)(yu)使用奧氏體不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)，能減少由于(yu)(yu)熱(re)膨脹不(bu)(bu)同引起的(de)熱(re)應(ying)力。然而(er)(er)由于(yu)(yu)雙相不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)中析(xi)出反應(ying)在較(jiao)低溫度(du)下發生，因(yin)而(er)(er)它不(bu)(bu)適宜用于(yu)(yu)需(xu)要(yao)(yao)進行消除應(ying)力熱(re)處理(li)（焊后熱(re)處理(li)）的(de)場合(he)。
2. 雙相不銹(xiu)鋼的化學(xue)成(cheng)分及組織(zhi)特點
a. 化學成分
目前(qian)，國際上普(pu)(pu)遍(bian)采用的(de)鐵素體-奧(ao)氏體雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)可為Cr18型(xing)、Cr23型(xing)、Cr22型(xing)、Cr25型(xing)四類。對于Cr25型(xing)雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)，也有(you)普(pu)(pu)通雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)和超(chao)級雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)之(zhi)分，當點蝕指數PREN（PREN=w(Cr)+ 3.3w(Mo)+16 w(N)）>40時，稱為超(chao)級雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)，
我(wo)國列入國家的鐵素體-奧氏體雙相不銹(xiu)鋼(gang)(gang)主(zhu)要有Cr18與Cr25兩大(da)類型(xing)。另外一些(xie)與國外典型(xing)材(cai)料(liao)相類似的鋼(gang)(gang)種也有生產和(he)應用。
b. 組織(zhi)特點
雙(shuang)相不銹鋼以單相δ鐵素體凝固結晶，當(dang)繼續冷卻時(shi)，發生(sheng)δ→γ相變(bian)，隨(sui)著溫度(du)的(de)降低，δ→γ相變(bian)不斷進行(xing)。在(zai)平衡條(tiao)件下(xia)或者非(fei)快(kuai)速冷卻的(de)情況下(xia)，部分δ鐵素體將保(bao)留到室溫，因此，室溫下(xia)的(de)組織為δ→γ雙(shuang)相組織。
3. 雙(shuang)相(xiang)不銹鋼的焊接(jie)特點(dian)
焊(han)接過(guo)程(cheng)是一個快速(su)(su)加(jia)(jia)熱(re)(re)與快速(su)(su)冷卻的(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)循環過(guo)程(cheng)。在加(jia)(jia)熱(re)(re)過(guo)程(cheng)中，當(dang)(dang)(dang)熱(re)(re)影(ying)響區的(de)(de)(de)(de)溫(wen)度超(chao)過(guo)雙相(xiang)不銹鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)固溶處理溫(wen)度，在1150~1400℃的(de)(de)(de)(de)高溫(wen)狀(zhuang)態下，晶(jing)粒將發(fa)生長大(da)，而且發(fa)生γ→δ相(xiang)變(bian)(bian)，γ相(xiang)明顯減少(shao)，δ相(xiang)增多。一些鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)高溫(wen)近(jin)縫區會出現晶(jing)粒較(jiao)(jiao)(jiao)粗大(da)的(de)(de)(de)(de)δ鐵素體組織。如果(guo)焊(han)后的(de)(de)(de)(de)冷卻速(su)(su)度較(jiao)(jiao)(jiao)快，將抑制δ→γ的(de)(de)(de)(de)二次(ci)相(xiang)變(bian)(bian)，使(shi)熱(re)(re)影(ying)響區的(de)(de)(de)(de)相(xiang)比(bi)例(li)失調，當(dang)(dang)(dang)δ鐵素體大(da)于70%時，二次(ci)轉(zhuan)變(bian)(bian)的(de)(de)(de)(de)γ奧(ao)氏體也(ye)變(bian)(bian)成(cheng)針(zhen)狀(zhuang)和羽毛狀(zhuang)，具有魏氏組織特(te)征，導致力(li)學(xue)性能(neng)和耐腐蝕性能(neng)惡化。當(dang)(dang)(dang)焊(han)后冷卻速(su)(su)度較(jiao)(jiao)(jiao)慢時，則δ→γ的(de)(de)(de)(de)二次(ci)相(xiang)變(bian)(bian)比(bi)較(jiao)(jiao)(jiao)充分(fen)，室(shi)溫(wen)下為相(xiang)比(bi)例(li)較(jiao)(jiao)(jiao)為合適的(de)(de)(de)(de)雙相(xiang)組織。因(yin)此，為防止熱(re)(re)影(ying)響區的(de)(de)(de)(de)快速(su)(su)冷卻，使(shi)δ→γ二次(ci)相(xiang)變(bian)(bian)較(jiao)(jiao)(jiao)為充分(fen)，保證較(jiao)(jiao)(jiao)合理的(de)(de)(de)(de)相(xiang)比(bi)例(li)，足夠的(de)(de)(de)(de)焊(han)接熱(re)(re)輸(shu)入是必(bi)要的(de)(de)(de)(de)。隨著母材厚度的(de)(de)(de)(de)增加(jia)(jia)，焊(han)接熱(re)(re)輸(shu)入應適當(dang)(dang)(dang)提高。
對于雙相不(bu)銹鋼焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)金(jin)屬(shu)，仍以單相δ鐵素體凝固結晶，并隨溫度的(de)(de)降(jiang)低發生δ→γ組織轉(zhuan)變。但由于其(qi)熔化-凝固-冷卻相變是(shi)(shi)一個速(su)度較快的(de)(de)不(bu)平衡過(guo)程，因(yin)此(ci)，焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)金(jin)屬(shu)冷卻過(guo)程中(zhong)的(de)(de)δ→γ組織轉(zhuan)變必然是(shi)(shi)不(bu)平衡的(de)(de)。當焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)金(jin)屬(shu)的(de)(de)化學成(cheng)分與母材(cai)(cai)成(cheng)分相同，或者母材(cai)(cai)自熔時，焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)金(jin)屬(shu)中(zhong)的(de)(de)δ相將偏高(gao)，而γ相偏低。為了(le)保證焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)金(jin)屬(shu)中(zhong)有足(zu)夠的(de)(de)γ相，應提高(gao)焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)金(jin)屬(shu)化學成(cheng)分的(de)(de)Ni當量(liang)，通常的(de)(de)方(fang)法(fa)是(shi)(shi)提高(gao)奧氏體化元素（Ni、N）的(de)(de)含量(liang)，因(yin)此(ci)就(jiu)出現了(le)焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)金(jin)屬(shu)的(de)(de)超合金(jin)化的(de)(de)特點。
雙相不(bu)銹(xiu)鋼具有(you)良(liang)好的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接性(xing)，盡管其(qi)凝固結晶為單相鐵素(su)體，但(dan)在一般的(de)(de)(de)拘(ju)束條件下，焊(han)(han)(han)(han)縫金屬的(de)(de)(de)熱裂(lie)紋(wen)敏感性(xing)很(hen)小(xiao)，當雙相組織的(de)(de)(de)比(bi)例(li)適當時(shi)，其(qi)冷裂(lie)紋(wen)敏感性(xing)也(ye)較(jiao)低。但(dan)應注(zhu)意，雙相不(bu)銹(xiu)鋼中畢竟具有(you)較(jiao)高的(de)(de)(de)鐵素(su)體，當拘(ju)束度較(jiao)大及焊(han)(han)(han)(han)縫金屬含(han)氫量(liang)較(jiao)高時(shi)，還存在焊(han)(han)(han)(han)接氫致(zhi)裂(lie)紋(wen)的(de)(de)(de)危(wei)險。因此，在焊(han)(han)(han)(han)接材料選擇與焊(han)(han)(han)(han)接過程中應控(kong)制(zhi)氫的(de)(de)(de)來源。
另請注意：雙相(xiang)鋼與雙相(xiang)不銹鋼定義不同(tong)，雙相(xiang)鋼是指由低碳鋼或(huo)低合金高強度鋼經臨界(jie)處理或(huo)控(kong)制軋制而得到的主要由鐵素體和(he)馬氏體所組成的鋼。
4. 焊(han)接工藝方法與焊(han)接材料
a. 焊接工藝方(fang)法
到目前為(wei)止，焊(han)(han)(han)條電弧焊(han)(han)(han)、鎢極氬(ya)弧焊(han)(han)(han)、熔化極氣(qi)體(ti)(ti)保(bao)護焊(han)(han)(han)（采用實心(xin)焊(han)(han)(han)絲或藥芯焊(han)(han)(han)絲）、甚至(zhi)埋(mai)弧焊(han)(han)(han)都(dou)可用于鐵素(su)體(ti)(ti)-奧氏體(ti)(ti)雙相不(bu)銹鋼(gang)的焊(han)(han)(han)接。
b. 焊接工藝方法(fa)選(xuan)擇(ze)及(ji)坡口形(xing)式與尺(chi)寸
根據管、板厚度及相應的焊接(jie)工藝方法選擇及坡口尺寸。
c. 雙相不銹鋼(gang)鋼(gang)焊接指(zhi)南
我公司在(zai)M021項目上(shang)用(yong)的雙相不銹鋼為ASTM A790 S32750和(he)S32760，且此二者皆為超級(ji)雙相不銹鋼，所選焊(han)接(jie)方法為GTAW，所選焊(han)絲為SANDVIK 25.10.4.L。焊(han)接(jie)時(shi)的注(zhu)意與(yu)焊(han)接(jie)超級(ji)奧氏(shi)體類似，但層間溫度(du)可控制為150攝氏(shi)度(du)以(yi)下。
d. 不銹鋼(gang)焊接材料(liao)品牌
到(dao)目前(qian)為(wei)止，焊(han)條電弧焊(han)、鎢極氬(ya)弧焊(han)、已(yi)經在我公司進行使(shi)用，現在正在使(shi)用的焊(han)材如下表：
