雙相不銹鋼具有良好的焊接性,選用合適的焊接材料不會發生焊接熱裂紋和冷裂紋。焊接接頭力學性能也令人滿意,除了焊接接頭具有良好的耐應力腐蝕能力外,其耐點蝕性能和耐縫隙腐蝕能力也均優于奧氏體不銹鋼焊接接頭,抗晶(jing)間腐蝕能力比奧氏體不銹鋼稍有遜色。但是,焊接接頭近縫區受到焊接熱循環的影響,其過熱區段的鐵素體晶粒不可避免地會粗大,從而將降低該區段的耐蝕性。對此,應從焊接工藝方面采取改善措施。
雙相不(bu)銹鋼優良性能的本質在于其化學成分和金相組織,其兩相的比例及分布狀態是決定其性能的最基本因素。
奧(ao)氏體(ti)(ti)型不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)或鐵素(su)體(ti)(ti)型不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)經(jing)受(shou)熱循環(huan)時,通常沒(mei)有激(ji)烈的(de)(de)組織變(bian)(bian)化,只是有可能析(xi)出少許的(de)(de)第(di)二相(xiang),如(ru)碳化物(wu)、氮化物(wu)或σ相(xiang)等,在某些非(fei)穩定奧(ao)氏體(ti)(ti)鋼(gang)(gang)中有可能出現百(bai)分之幾(ji)的(de)(de)鐵素(su)體(ti)(ti)相(xiang)。奧(ao)氏體(ti)(ti)-鐵素(su)體(ti)(ti)雙相(xiang)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)則不同,如(ru)圖4-6所示的(de)(de)相(xiang)圖表明(ming),在1000℃以下平(ping)衡(heng)相(xiang)比例為50/50左右的(de)(de)雙相(xiang)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang),隨(sui)著溫度的(de)(de)升高(gao),奧(ao)氏體(ti)(ti)逐步減少而鐵素(su)體(ti)(ti)則逐步增多,被加熱到1350℃以上至固(gu)相(xiang)線溫度區間,其平(ping)衡(heng)組織的(de)(de)體(ti)(ti)積分數轉變(bian)(bian)為100%的(de)(de)鐵素(su)體(ti)(ti)。

1. 焊縫的成分和組織(zhi)
從圖4-6中(zhong)可(ke)知,由于金(jin)屬熔化(hua)后(hou)結(jie)晶所生(sheng)(sheng)成的(de)(de)(de)金(jin)相(xiang)組織(zhi)通常是(shi)體積分數為100%的(de)(de)(de)鐵素體,而(er)且隨后(hou)的(de)(de)(de)冷卻過(guo)程(cheng)中(zhong),來(lai)不(bu)(bu)(bu)及發(fa)生(sheng)(sheng)奧氏(shi)體的(de)(de)(de)析出。所以(yi),即使是(shi)在(zai)大(da)大(da)降(jiang)低(di)焊(han)縫的(de)(de)(de)冷卻速度(暫不(bu)(bu)(bu)說(shuo)這(zhe)將對(dui)熱影響(xiang)(xiang)性(xing)能產(chan)生(sheng)(sheng)不(bu)(bu)(bu)利影響(xiang)(xiang)),奧氏(shi)體相(xiang)的(de)(de)(de)份額也(ye)不(bu)(bu)(bu)能增大(da)多少,根本無法解決鐵素體占(zhan)絕(jue)對(dui)優勢的(de)(de)(de)問(wen)題。這(zhe)樣的(de)(de)(de)焊(han)縫金(jin)屬不(bu)(bu)(bu)僅耐蝕性(xing)低(di)下,而(er)且塑(su)性(xing)也(ye)不(bu)(bu)(bu)良。這(zhe)一現象在(zai)焊(han)接(jie)其他牌號(hao)的(de)(de)(de)雙相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹鋼時,也(ye)會不(bu)(bu)(bu)同程(cheng)度的(de)(de)(de)出現。
總(zong)之,相比例是決定(ding)雙相不銹鋼性能(neng)的至關重(zhong)要的因(yin)素。為了得到相組成比例較為理(li)想的焊(han)縫金屬,要采取以下(xia)措施:
①. 增(zeng)加焊縫金屬(shu)中奧(ao)氏體化合(he)金元素。例如,用氮對焊縫金屬(shu)合(he)金化,或將其成分(fen)中鎳質量分(fen)數(shu)提高到(dao)10%左右。這(zhe)樣就可能(neng)獲得(de)奧(ao)氏體體積(ji)分(fen)數(shu)不少(shao)于30%~40%的焊縫金屬(shu)。
②. 通過焊接工藝(例如(ru)小的熱輸入)來獲取比較細小的、比較均勻的兩相(xiang)混合組織,有(you)利于提(ti)高焊縫的多方面性能。
焊(han)(han)縫(feng)(feng)金屬受到隨后(hou)焊(han)(han)道的(de)熱影響,其中的(de)二次轉變(bian)奧氏體含(han)量有所上升(sheng)。因(yin)此,有時可以(yi)利用“退火(huo)”焊(han)(han)縫(feng)(feng)來改(gai)善焊(han)(han)縫(feng)(feng)性(xing)(xing)能,例如,在薄板(ban)焊(han)(han)縫(feng)(feng)的(de)背面加“退火(huo)”焊(han)(han)縫(feng)(feng)來改(gai)善正面焊(han)(han)縫(feng)(feng)的(de)性(xing)(xing)能。但焊(han)(han)后(hou)需(xu)要將“退火(huo)”焊(han)(han)縫(feng)(feng)打磨掉,這種辦法則由于費工時,只有在特(te)殊情況下才被采用。
2. 精熱影唱想入米(mi)取的工(gong)藝措(cuo)施
在(zai)(zai)焊接過程中(zhong),由(you)(you)于(yu)(yu)焊接加熱(re)的(de)(de)(de)(de)(de)快速(su)性和(he)短(duan)暫性,鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)+奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)轉(zhuan)變(bian)成(cheng)鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)變(bian)并不能完成(cheng)。在(zai)(zai)焊縫金(jin)屬組(zu)織(zhi)(zhi)中(zhong)尚存有相(xiang)(xiang)當數(shu)量的(de)(de)(de)(de)(de)奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti),金(jin)屬就(jiu)開始(shi)了(le)降(jiang)(jiang)溫。待降(jiang)(jiang)溫到某平衡(heng)溫度(du)以下,金(jin)屬組(zu)織(zhi)(zhi)又會發(fa)生(sheng)逆轉(zhuan)變(bian)即鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)轉(zhuan)為(wei)二次(ci)奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)。同樣由(you)(you)于(yu)(yu)熱(re)循環的(de)(de)(de)(de)(de)短(duan)暫,再加之此(ci)時溫度(du)已降(jiang)(jiang)得較(jiao)(jiao)低,該逆轉(zhuan)變(bian)為(wei)二次(ci)奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)數(shu)量也不會很(hen)(hen)多(duo),因此(ci)該區中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)份額(e)(e)占得較(jiao)(jiao)大而(er)(er)奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)份額(e)(e)較(jiao)(jiao)少。而(er)(er)且,此(ci)時的(de)(de)(de)(de)(de)兩(liang)(liang)相(xiang)(xiang)組(zu)織(zhi)(zhi)狀態已大大不同于(yu)(yu)原(yuan)(yuan)先(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)排列(lie)。原(yuan)(yuan)先(xian)軋制狀態下成(cheng)條帶(dai)狀的(de)(de)(de)(de)(de)同奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)混存的(de)(de)(de)(de)(de)鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti),向等軸狀結晶發(fa)展(zhan)、長(chang)大;而(er)(er)原(yuan)(yuan)來(lai)呈(cheng)條帶(dai)狀的(de)(de)(de)(de)(de)奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)走向消失,冷卻(que)過程中(zhong)從鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)中(zhong)轉(zhuan)變(bian)出來(lai)的(de)(de)(de)(de)(de)二次(ci)奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)則呈(cheng)雜亂的(de)(de)(de)(de)(de)竹葉狀在(zai)(zai)鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)晶間和(he)晶內先(xian)后出現。所以說(shuo)在(zai)(zai)焊接熱(re)影響區段的(de)(de)(de)(de)(de)組(zu)織(zhi)(zhi)劣(lie)化(hua)不僅表現為(wei)相(xiang)(xiang)比例失調,而(er)(er)且還失去(qu)了(le)最有利于(yu)(yu)阻礙應力腐(fu)蝕裂紋擴(kuo)展(zhan)的(de)(de)(de)(de)(de)兩(liang)(liang)相(xiang)(xiang)分布狀況-兩(liang)(liang)相(xiang)(xiang)呈(cheng)條帶(dai)疊置狀。應當注意,一(yi)旦形成(cheng)了(le)粗大的(de)(de)(de)(de)(de)等軸晶,就(jiu)很(hen)(hen)難通過熱(re)處理或其他措施予以恢(hui)復。
為了(le)使焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)熱影(ying)響(xiang)區各(ge)項(xiang)性能指標與其他部位相同,可采取(qu)下列措施(shi):
a. 一定(ding)要用盡量小的(de)熱(re)輸大(da)施焊。一旦由于過熱(re)會導致形成大(da)晶粒鐵(tie)素體(ti),就很難保(bao)持(chi)或恢復雙相不(bu)銹鋼的(de)優(you)良性(xing)能。
b. 為(wei)使焊(han)(han)接接頭的熱(re)影響(xiang)區的相(xiang)比例與(yu)母材相(xiang)當,可對焊(han)(han)接接頭通過固(gu)溶處理來實現(xian),但費工、費時,還消耗大(da)量能源以及引起結構變形等問題(ti),很難(nan)達到理想的效果。
c. 通過對(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭進(jin)行再一(yi)(yi)次的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)熱(re)循環,使焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)熱(re)影響(xiang)區的(de)(de)奧氏(shi)體相進(jin)一(yi)(yi)步(bu)析(xi)出,增(zeng)加奧氏(shi)體金屬相數量且能細(xi)化(hua)鐵素體晶粒,減(jian)少碳化(hua)物和氮化(hua)物從晶內和晶界(jie)析(xi)出。采用的(de)(de)方法是對(dui)(dui)接(jie)(jie)觸(chu)介(jie)(jie)質的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)先進(jin)行施(shi)焊(han)(han)(han)(han)(han)。對(dui)(dui)于(yu)單道焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng),則在非(fei)接(jie)(jie)觸(chu)工作(zuo)(zuo)介(jie)(jie)質面的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)上(shang),加焊(han)(han)(han)(han)(han)一(yi)(yi)層工藝(yi)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng),若焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)的(de)(de)余高超標時,應修磨焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)高度;對(dui)(dui)于(yu)多(duo)(duo)層焊(han)(han)(han)(han)(han)時,除了用小的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)熱(re)輸入的(de)(de)多(duo)(duo)層多(duo)(duo)道焊(han)(han)(han)(han)(han)外,必要時也可以增(zeng)加工藝(yi)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)來改善(shan)工作(zuo)(zuo)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)的(de)(de)熱(re)影響(xiang)區性能。
d. 采用奧氏體相占(zhan)比例(li)(li)大的(de)焊(han)接材料,來提高焊(han)縫金(jin)屬中奧氏體的(de)比例(li)(li),對提高焊(han)縫金(jin)屬的(de)塑性(xing)、韌性(xing)和耐蝕性(xing)均是有益的(de)。

