不平衡和不完全的冶金反應和快速結晶過程,使焊縫存在著成分和組織的不均性,所以組織是不穩定的。在多層焊縫或者雖然是單道焊縫,焊后經熱處理或在某一溫度下長期使用,便有可能發生組織轉變和析出有害的金屬間化合物或碳、氮化物。對于雙相不銹鋼焊縫來說,雖然化學成分與母材相比增加了鎳的含量,焊縫中鐵素體相較低,從而減低了金屬間相析出的傾向和金屬間相引起的有害作用,但是由于焊縫中鉻、鎳、鉬、氮等合金元素在兩相中的分配極不均勻,特別是氮,在奧氏體中以過飽和狀態存在而鐵素體相中氮的含量很少,更增加了組織的不穩定性。


  雙相不銹鋼焊接時,有可能發生三種類型的析出,嚴重時會降低鋼的耐腐蝕性和韌性。這些析出相是:鉻的氮化物(Cr2N、CrN);二次奧氏體(Y2);金屬間相(σ相等)。


 關于(yu)氮(dan)(dan)(dan)化物(wu)的(de)(de)(de)(de)析出(chu),當(dang)焊(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)鐵(tie)(tie)素體(ti)(ti)數(shu)量(liang)過多(duo)或為純鐵(tie)(tie)素體(ti)(ti)組織時,很(hen)容(rong)(rong)易有氮(dan)(dan)(dan)化物(wu)的(de)(de)(de)(de)析出(chu),這是由(you)于(yu)在高溫時,氮(dan)(dan)(dan)在鐵(tie)(tie)素體(ti)(ti)中的(de)(de)(de)(de)溶(rong)解(jie)(jie)度(du)(du)增(zeng)加(jia),快速冷卻(que)時溶(rong)解(jie)(jie)度(du)(du)又下降的(de)(de)(de)(de)緣故。尤其在靠近(jin)焊(han)縫(feng)表面的(de)(de)(de)(de)部(bu)位,由(you)于(yu)氮(dan)(dan)(dan)的(de)(de)(de)(de)損失(shi),使鐵(tie)(tie)素體(ti)(ti)量(liang)增(zeng)加(jia),氮(dan)(dan)(dan)化物(wu)更容(rong)(rong)易析出(chu),這對(dui)焊(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)(de)耐腐(fu)蝕性有直接的(de)(de)(de)(de)影響(xiang)。焊(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)若(ruo)是健(jian)全的(de)(de)(de)(de)兩相組織,氮(dan)(dan)(dan)化物(wu)的(de)(de)(de)(de)析出(chu)量(liang)很(hen)少。因此,為了增(zeng)加(jia)焊(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)(de)奧(ao)氏體(ti)(ti)數(shu)量(liang),在填充(chong)金(jin)屬(shu)中提高鎳(nie)、氮(dan)(dan)(dan)元素是有效的(de)(de)(de)(de)。


  關于二次奧氏體的析出,這在含氮量高的超級雙相不銹鋼(0.3%N2)多層焊接時會出現。由于后續焊道的再加熱,特別是先采用低的熱輸入,后續焊道又采用高的熱輸入時,部分鐵素體會轉變成細小分散的二次奧氏體(Y2).這種Y2也和氮化物一樣會降低焊縫的耐腐蝕性能。


  關(guan)于(yu)(yu)。相(xiang)的(de)(de)析(xi)出(chu),一(yi)般說焊接(jie)時(shi)采用較高(gao)的(de)(de)熱輸(shu)入和(he)較低的(de)(de)冷(leng)卻速度(du)有(you)利(li)于(yu)(yu)奧氏體的(de)(de)轉變,減少焊縫金屬(shu)的(de)(de)鐵(tie)素體量。但是(shi)熱輸(shu)人過(guo)高(gao)和(he)冷(leng)卻速度(du)過(guo)慢又會帶來金屬(shu)間相(xiang)的(de)(de)析(xi)出(chu)問(wen)題。一(yi)般焊縫金屬(shu)不常發(fa)現(xian)有(you)。相(xiang)析(xi)出(chu),但在焊接(jie)材料或熱輸(shu)人選用不合適時(shi),也有(you)可能出(chu)現(xian)。相(xiang)。用較高(gao)鎳的(de)(de)焊條25.10.4.LR焊接(jie)超(chao)級雙相(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)SAF2507時(shi),如(ru)熱輸(shu)入過(guo)高(gao),發(fa)現(xian)有(you)σ相(xiang)的(de)(de)析(xi)出(chu)(圖2-14)。這是(shi)因為過(guo)低的(de)(de)鐵(tie)素體量會集中(zhong)較多的(de)(de)鉻(ge)、鉬等元素,促進金屬(shu)間相(xiang)的(de)(de)析(xi)出(chu)。對(dui)超(chao)級雙相(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)而(er)言,一(yi)般熱輸(shu)入控制在0.5~1.5kJ/mm范圍,不超(chao)過(guo)上(shang)限,含鎢和(he)銅的(de)(de)鋼(gang)不超(chao)過(guo)1.0kJ/mm時(shi)(尤(you)其(qi)焊薄板),不會發(fa)生因金屬(shu)間相(xiang)析(xi)出(chu)使韌(ren)性下降。這說明(ming)超(chao)級雙相(xiang)不銹(xiu)鋼(gang),尤(you)其(qi)是(shi)含鎢、銅的(de)(de)超(chao)級雙相(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)對(dui)高(gao)熱輸(shu)入敏感。


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  綜上(shang)所述,為了(le)獲得(de)最(zui)佳的(de)(de)(de)性能(neng)結果,一般(ban)必須采用足(zu)夠(gou)高(gao)(gao)的(de)(de)(de)熱輸(shu)(shu)入(ru)以保(bao)證在(zai)(zai)焊(han)縫(feng)(包括(kuo)熱影響區)奧氏體(ti)的(de)(de)(de)再形成,通(tong)常焊(han)縫(feng)金(jin)屬的(de)(de)(de)奧氏體(ti)量控制(zhi)(zhi)在(zai)(zai)60%~70%范圍(wei),但是(shi)為防(fang)止(zhi)析出相也(ye)不(bu)希望過高(gao)(gao)的(de)(de)(de)熱輸(shu)(shu)人,熱輸(shu)(shu)入(ru)控制(zhi)(zhi)在(zai)(zai)0.5~2.0kJ/mm,最(zui)高(gao)(gao)層(ceng)間(jian)溫(wen)度(du)控制(zhi)(zhi)在(zai)(zai)150℃為好(hao)。表2-16是(shi)Sandvik推薦(jian)的(de)(de)(de)三(san)種(zhong)典型(xing)雙(shuang)相不(bu)銹鋼(gang)(gang)和超(chao)級雙(shuang)相不(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)焊(han)接熱輸(shu)(shu)入(ru)。熱輸(shu)(shu)人與(yu)材(cai)料的(de)(de)(de)厚度(du)也(ye)有(you)關(guan),如對(dui)薄(bo)壁(bi)管(guan)(t=1.5mm)適宜的(de)(de)(de)熱輸(shu)(shu)入(ru)是(shi)小于(yu)0.5kJ/mm,對(dui)厚壁(bi)管(guan)最(zui)好(hao)選用接近上(shang)限的(de)(de)(de)熱輸(shu)(shu)人值。對(dui)于(yu)厚度(du)不(bu)小于(yu)25mm的(de)(de)(de)材(cai)料,尤其(qi)要(yao)注意層(ceng)間(jian)溫(wen)度(du)的(de)(de)(de)控制(zhi)(zhi),心(xin)部的(de)(de)(de)溫(wen)度(du)往往高(gao)(gao)于(yu)表面,根部的(de)(de)(de)沖擊值可能(neng)會降(jiang)低。


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