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(xiang)不銹(xiu)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)。


 關于氮化物(wu)的(de)析出(chu)(chu),當焊(han)縫(feng)金屬(shu)鐵素(su)(su)(su)體(ti)(ti)數量過多或為(wei)純鐵素(su)(su)(su)體(ti)(ti)組織時(shi),很(hen)(hen)容(rong)易有氮化物(wu)的(de)析出(chu)(chu),這(zhe)是(shi)由于在高(gao)溫時(shi),氮在鐵素(su)(su)(su)體(ti)(ti)中的(de)溶解度增(zeng)加(jia),快速(su)冷(leng)卻(que)時(shi)溶解度又下降的(de)緣(yuan)故。尤(you)其在靠近焊(han)縫(feng)表面的(de)部位,由于氮的(de)損失,使鐵素(su)(su)(su)體(ti)(ti)量增(zeng)加(jia),氮化物(wu)更(geng)容(rong)易析出(chu)(chu),這(zhe)對(dui)焊(han)縫(feng)金屬(shu)的(de)耐腐(fu)蝕性有直接的(de)影(ying)響。焊(han)縫(feng)金屬(shu)若是(shi)健全的(de)兩相組織,氮化物(wu)的(de)析出(chu)(chu)量很(hen)(hen)少。因此(ci),為(wei)了增(zeng)加(jia)焊(han)縫(feng)金屬(shu)的(de)奧氏體(ti)(ti)數量,在填充(chong)金屬(shu)中提高(gao)鎳、氮元(yuan)素(su)(su)(su)是(shi)有效的(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。


  關于。相(xiang)的(de)(de)(de)析(xi)出(chu)(chu)(chu),一(yi)(yi)般說(shuo)(shuo)焊(han)(han)接時采用(yong)較高(gao)的(de)(de)(de)熱輸(shu)(shu)入(ru)和較低(di)的(de)(de)(de)冷卻速度(du)有(you)利于奧氏(shi)體(ti)的(de)(de)(de)轉變,減少(shao)焊(han)(han)縫金屬(shu)的(de)(de)(de)鐵素體(ti)量。但(dan)(dan)是(shi)熱輸(shu)(shu)人(ren)過(guo)(guo)高(gao)和冷卻速度(du)過(guo)(guo)慢又會(hui)帶來金屬(shu)間(jian)相(xiang)的(de)(de)(de)析(xi)出(chu)(chu)(chu)問題。一(yi)(yi)般焊(han)(han)縫金屬(shu)不(bu)(bu)(bu)(bu)常發現(xian)有(you)。相(xiang)析(xi)出(chu)(chu)(chu),但(dan)(dan)在焊(han)(han)接材(cai)料或熱輸(shu)(shu)人(ren)選用(yong)不(bu)(bu)(bu)(bu)合適時,也有(you)可能出(chu)(chu)(chu)現(xian)。相(xiang)。用(yong)較高(gao)鎳(nie)的(de)(de)(de)焊(han)(han)條25.10.4.LR焊(han)(han)接超(chao)(chao)(chao)級雙相(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)SAF2507時,如熱輸(shu)(shu)入(ru)過(guo)(guo)高(gao),發現(xian)有(you)σ相(xiang)的(de)(de)(de)析(xi)出(chu)(chu)(chu)(圖2-14)。這是(shi)因(yin)為過(guo)(guo)低(di)的(de)(de)(de)鐵素體(ti)量會(hui)集中較多的(de)(de)(de)鉻、鉬等元(yuan)素,促進金屬(shu)間(jian)相(xiang)的(de)(de)(de)析(xi)出(chu)(chu)(chu)。對超(chao)(chao)(chao)級雙相(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)而言,一(yi)(yi)般熱輸(shu)(shu)入(ru)控制在0.5~1.5kJ/mm范圍,不(bu)(bu)(bu)(bu)超(chao)(chao)(chao)過(guo)(guo)上(shang)限,含(han)(han)鎢和銅的(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)不(bu)(bu)(bu)(bu)超(chao)(chao)(chao)過(guo)(guo)1.0kJ/mm時(尤(you)其(qi)焊(han)(han)薄板),不(bu)(bu)(bu)(bu)會(hui)發生因(yin)金屬(shu)間(jian)相(xiang)析(xi)出(chu)(chu)(chu)使韌性下(xia)降(jiang)。這說(shuo)(shuo)明超(chao)(chao)(chao)級雙相(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang),尤(you)其(qi)是(shi)含(han)(han)鎢、銅的(de)(de)(de)超(chao)(chao)(chao)級雙相(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)對高(gao)熱輸(shu)(shu)入(ru)敏(min)感。


圖 14.jpg


  綜上所述,為了(le)獲(huo)得(de)最(zui)佳(jia)的(de)(de)性(xing)能(neng)結(jie)果(guo),一般必須采用足夠高的(de)(de)熱(re)輸(shu)入以保證在焊(han)縫(feng)(包括熱(re)影響區)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)的(de)(de)再形(xing)成,通(tong)常焊(han)縫(feng)金屬的(de)(de)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)量(liang)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)在60%~70%范圍,但是(shi)為防止析出相也不(bu)(bu)希(xi)望過高的(de)(de)熱(re)輸(shu)人,熱(re)輸(shu)入控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)在0.5~2.0kJ/mm,最(zui)高層間溫(wen)度(du)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)在150℃為好。表2-16是(shi)Sandvik推薦的(de)(de)三種典型雙相不(bu)(bu)銹鋼和(he)超級雙相不(bu)(bu)銹鋼的(de)(de)焊(han)接熱(re)輸(shu)入。熱(re)輸(shu)人與材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)厚度(du)也有關,如(ru)對(dui)薄(bo)壁管(guan)(t=1.5mm)適宜(yi)的(de)(de)熱(re)輸(shu)入是(shi)小于0.5kJ/mm,對(dui)厚壁管(guan)最(zui)好選(xuan)用接近上限的(de)(de)熱(re)輸(shu)人值。對(dui)于厚度(du)不(bu)(bu)小于25mm的(de)(de)材(cai)料(liao)(liao),尤其要注意(yi)層間溫(wen)度(du)的(de)(de)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi),心部的(de)(de)溫(wen)度(du)往往高于表面,根部的(de)(de)沖擊值可(ke)能(neng)會降低。


16.jpg