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(bu)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022Cr22Ni5Mo3N022Cr25Ni7Mo4WCuN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。


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超級雙相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼與(yu)普通雙相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)區別(bie)(bie)在于(yu)含有較低的(de)(de)碳(tan)、較高的(de)(de)鉬和氮(dan)。兩類鋼焊(han)接(jie)HAZ組織轉變(bian)的(de)(de)主要差別(bie)(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(chao)級雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)HTHAZ的(de)y相(xiang)(xiang)(xiang)減少是不(bu)可避(bi)免的(de),但仍會(hui)析出一部(bu)分γ相(xiang)(xiang)(xiang)。如果(guo)γ相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)量能布滿α相(xiang)(xiang)(xiang)晶(jing)界(jie),消除了(le)α/α晶(jing)界(jie),而形成a/y相(xiang)(xiang)(xiang)界(jie)時,這種組織的(de)焊(han)接接頭性能是良好的(de)。相(xiang)(xiang)(xiang)比例達(da)到(dao)50/50的(de)雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)HTHAZ的(de)組織中雖然發(fa)生(sheng)y相(xiang)(xiang)(xiang)含量的(de)下降,但仍有15%~30%的(de)y相(xiang)(xiang)(xiang)析出,其兩相(xiang)(xiang)(xiang)組織是“健全(quan)”的(de),不(bu)出現(xian)a/α晶(jing)界(jie)。一些含氮雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)和(he)超(chao)級雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)都具備了(le)這樣的(de)條件。


(4)在線(xian)能量相同時(shi),超級雙相不銹鋼比普通雙相不銹鋼的晶粒長大傾向小(xiao)。在常用的冷卻(que)速(su)率下,超級雙相不銹鋼一般不會有金屬間化合物析出(chu)(圖9.80)。