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。


超級雙相不銹鋼與(yu)普(pu)通雙相不銹鋼的(de)區別在于含有較低的(de)碳、較高的(de)鉬和(he)氮。兩類鋼焊接HAZ組織(zhi)轉變的(de)主要差別為:
(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)相不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)HTHAZ的(de)(de)(de)y相減少是不(bu)可避免的(de)(de)(de),但仍會析出一部分γ相。如果(guo)γ相的(de)(de)(de)量能布滿α相晶(jing)界,消(xiao)除了(le)α/α晶(jing)界,而(er)形成a/y相界時,這(zhe)(zhe)種組織的(de)(de)(de)焊接接頭性能是良好(hao)的(de)(de)(de)。相比例達到50/50的(de)(de)(de)雙(shuang)相不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)HTHAZ的(de)(de)(de)組織中雖然(ran)發生(sheng)y相含量的(de)(de)(de)下降,但仍有(you)15%~30%的(de)(de)(de)y相析出,其兩相組織是“健全”的(de)(de)(de),不(bu)出現a/α晶(jing)界。一些含氮雙(shuang)相不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)和(he)超(chao)級雙(shuang)相不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)都具備(bei)了(le)這(zhe)(zhe)樣(yang)的(de)(de)(de)條件(jian)。
(4)在線能(neng)量相同時,超(chao)級雙相不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)比普通雙相不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)的晶粒長大傾向小(xiao)。在常用的冷卻速率(lv)下,超(chao)級雙相不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)一般不(bu)(bu)(bu)會(hui)有金屬間化合物析(xi)出(圖9.80)。

