雙相不銹鋼問世以來,其焊接問題始終是一個重要課題。早期開發的雙相不銹鋼 06Cr25Ni5Mo1.5等,有較高的碳含量(0.08%~0.10%)和較高的鐵素體含量(約70%),焊接熱影響區(HAZ)幾乎是單相鐵素體組織,必然使其力學性能和耐腐蝕性能變差,從而限制了雙相不銹鋼作為焊接結構件的使用。之后發展了超低碳、含氮的一些雙相不銹鋼022Cr22Ni5Mo3N、022Cr25Ni7Mo4WCuN等,具有a相、γ相各占一半最佳兩相比例,并提高了填充材料的鎳含量,使焊縫和焊接HAZ保持有足夠的奧氏體含量,改善了焊接接頭的塑性和耐蝕性,使焊接結構件的應用有了很大的發展。


超級雙相不(bu)銹(xiu)鋼(gang)與(yu)普(pu)通雙相不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的區別(bie)在于含(han)有(you)較(jiao)低的碳、較(jiao)高的鉬和氮。兩(liang)類鋼(gang)焊接HAZ組織轉變的主要差(cha)別(bie)為:
(1)根據圖9.84中幾種雙相不銹鋼所處的位置可以看出,超級雙相不銹鋼SAF 2507的α溶解度曲線與凝固線的距離較普通雙相不銹鋼SAF 2205窄,超級雙相不銹鋼單相α區的HTHAZ也要比普通雙相不銹鋼窄,產生單相α區的峰值溫度也要高。在熱循環加熱階段的數秒時間內,高溫區的y相仍可完全溶入α相中。但在冷卻階段,高溫區α→γ轉變卻是不平衡的,γ相大幅減少。
(2)由于超級雙相不銹鋼的α相溶解度曲線的溫度比普通雙相不銹鋼高,在較高溫度即發生a→γ轉變,冷卻速率對其相平衡影響遠小于對普通雙相不銹鋼的影響。
(3)超級雙相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)HTHAZ的(de)(de)(de)y相(xiang)(xiang)減少是不(bu)(bu)可避(bi)免的(de)(de)(de),但仍會析出(chu)一部分γ相(xiang)(xiang)。如果γ相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)量能布滿(man)α相(xiang)(xiang)晶(jing)界(jie),消除了α/α晶(jing)界(jie),而形成a/y相(xiang)(xiang)界(jie)時,這種組織的(de)(de)(de)焊接接頭性能是良好(hao)的(de)(de)(de)。相(xiang)(xiang)比例(li)達到50/50的(de)(de)(de)雙相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)(de)HTHAZ的(de)(de)(de)組織中雖然發生y相(xiang)(xiang)含量的(de)(de)(de)下降,但仍有15%~30%的(de)(de)(de)y相(xiang)(xiang)析出(chu),其兩相(xiang)(xiang)組織是“健全”的(de)(de)(de),不(bu)(bu)出(chu)現a/α晶(jing)界(jie)。一些含氮(dan)雙相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)和超級雙相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)都具備了這樣的(de)(de)(de)條件。
(4)在線能量(liang)相同時,超(chao)(chao)級雙相不(bu)銹(xiu)鋼比(bi)普通(tong)雙相不(bu)銹(xiu)鋼的(de)晶粒長大傾(qing)向小。在常用的(de)冷(leng)卻速(su)率下,超(chao)(chao)級雙相不(bu)銹(xiu)鋼一般不(bu)會有金屬間化(hua)合物析(xi)出(圖(tu)9.80)。

