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(feng)隙腐(fu)蝕能力也均優于奧氏體不銹鋼(gang)焊接接頭,抗晶間腐蝕(shi)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)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)型(xing)不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)或鐵素體(ti)(ti)(ti)型(xing)不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)經受熱循環時,通常沒有(you)激烈的(de)(de)組(zu)織變化,只是有(you)可能析出少(shao)許(xu)的(de)(de)第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang),如(ru)碳化物(wu)、氮化物(wu)或σ相(xiang)(xiang)(xiang)等(deng),在(zai)(zai)某些非穩定奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)鋼(gang)(gang)(gang)中(zhong)有(you)可能出現百分之幾(ji)的(de)(de)鐵素體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)。奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)-鐵素體(ti)(ti)(ti)雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)則不(bu)同,如(ru)圖4-6所示(shi)的(de)(de)相(xiang)(xiang)(xiang)圖表明,在(zai)(zai)1000℃以下平(ping)衡相(xiang)(xiang)(xiang)比(bi)例為(wei)50/50左右的(de)(de)雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang),隨著溫(wen)(wen)度的(de)(de)升高,奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)逐(zhu)步減少(shao)而鐵素體(ti)(ti)(ti)則逐(zhu)步增多,被(bei)加熱到1350℃以上至(zhi)固相(xiang)(xiang)(xiang)線溫(wen)(wen)度區間,其(qi)平(ping)衡組(zu)織的(de)(de)體(ti)(ti)(ti)積(ji)分數轉變為(wei)100%的(de)(de)鐵素體(ti)(ti)(ti)。


圖 6.jpg



1. 焊(han)縫的(de)成(cheng)分和組(zu)織


  從(cong)圖4-6中可知(zhi),由于金屬熔化(hua)后結晶(jing)所(suo)生(sheng)成(cheng)的(de)金相(xiang)(xiang)組織(zhi)通常(chang)是體(ti)(ti)(ti)積分數為100%的(de)鐵素體(ti)(ti)(ti),而且(qie)隨后的(de)冷卻(que)過程中,來不(bu)(bu)及(ji)發生(sheng)奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)的(de)析出(chu)。所(suo)以,即使是在大(da)大(da)降低焊(han)縫的(de)冷卻(que)速度(暫(zan)不(bu)(bu)說這將對(dui)熱影響(xiang)性(xing)(xing)能產生(sheng)不(bu)(bu)利影響(xiang)),奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)的(de)份額也不(bu)(bu)能增大(da)多少,根本無法解決鐵素體(ti)(ti)(ti)占絕對(dui)優勢的(de)問題。這樣的(de)焊(han)縫金屬不(bu)(bu)僅耐蝕性(xing)(xing)低下,而且(qie)塑性(xing)(xing)也不(bu)(bu)良。這一現(xian)象(xiang)在焊(han)接其他(ta)牌號的(de)雙相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹鋼時,也會不(bu)(bu)同程度的(de)出(chu)現(xian)。


  總(zong)之,相(xiang)比例(li)是決定雙相(xiang)不銹鋼性能的至關(guan)重要的因素(su)。為(wei)了得(de)到相(xiang)組成比例(li)較為(wei)理想的焊(han)縫金(jin)屬,要采取以下措(cuo)施(shi):


     ①. 增加(jia)焊縫(feng)金(jin)(jin)屬中奧氏體化合(he)金(jin)(jin)元素。例如,用氮對焊縫(feng)金(jin)(jin)屬合(he)金(jin)(jin)化,或將其成(cheng)分中鎳(nie)質量分數提高到10%左右。這樣(yang)就可能(neng)獲得奧氏體體積分數不少于30%~40%的焊縫(feng)金(jin)(jin)屬。


    ②. 通過(guo)焊接工藝(例如小的熱輸入)來獲取比較細小的、比較均勻的兩相混合組織,有利于提高(gao)焊縫的多方面性能。


  焊(han)(han)縫(feng)(feng)金屬受到(dao)隨(sui)后焊(han)(han)道(dao)的熱影響,其中的二次(ci)轉變奧氏體含量有(you)所上升。因此,有(you)時可以利用“退火(huo)”焊(han)(han)縫(feng)(feng)來(lai)改善焊(han)(han)縫(feng)(feng)性(xing)能,例如,在薄板(ban)焊(han)(han)縫(feng)(feng)的背(bei)面加“退火(huo)”焊(han)(han)縫(feng)(feng)來(lai)改善正面焊(han)(han)縫(feng)(feng)的性(xing)能。但焊(han)(han)后需要將“退火(huo)”焊(han)(han)縫(feng)(feng)打(da)磨掉(diao),這種辦法(fa)則由于費工時,只(zhi)有(you)在特殊情況下才被采用。



2. 精熱影唱(chang)想入(ru)米取(qu)的工(gong)藝措(cuo)施


  在焊(han)接(jie)過程中(zhong),由(you)于(yu)焊(han)接(jie)加(jia)(jia)熱(re)的(de)快速(su)性和(he)短(duan)暫性,鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)+奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)轉(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)成(cheng)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)的(de)相變(bian)(bian)并不(bu)能完成(cheng)。在焊(han)縫金屬組織中(zhong)尚存有(you)相當數量的(de)奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti),金屬就開始了降溫。待(dai)降溫到某平(ping)衡溫度(du)以(yi)下,金屬組織又會發生(sheng)逆(ni)轉(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)即鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)轉(zhuan)(zhuan)為(wei)二(er)次(ci)奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)。同(tong)樣由(you)于(yu)熱(re)循環的(de)短(duan)暫,再(zai)加(jia)(jia)之此時溫度(du)已(yi)降得較低,該逆(ni)轉(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)為(wei)二(er)次(ci)奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)的(de)數量也不(bu)會很(hen)多,因此該區中(zhong)的(de)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)份額(e)占得較大(da)而(er)奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)份額(e)較少。而(er)且(qie),此時的(de)兩(liang)相組織狀(zhuang)(zhuang)態(tai)已(yi)大(da)大(da)不(bu)同(tong)于(yu)原先的(de)排列。原先軋制狀(zhuang)(zhuang)態(tai)下成(cheng)條(tiao)帶(dai)狀(zhuang)(zhuang)的(de)同(tong)奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)混存的(de)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti),向等(deng)軸狀(zhuang)(zhuang)結(jie)晶發展、長大(da);而(er)原來呈(cheng)條(tiao)帶(dai)狀(zhuang)(zhuang)的(de)奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)走向消失,冷卻過程中(zhong)從(cong)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)中(zhong)轉(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)出來的(de)二(er)次(ci)奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)則呈(cheng)雜亂的(de)竹葉狀(zhuang)(zhuang)在鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)晶間和(he)晶內先后出現。所以(yi)說在焊(han)接(jie)熱(re)影響區段的(de)組織劣化不(bu)僅表(biao)現為(wei)相比例失調,而(er)且(qie)還失去了最(zui)有(you)利于(yu)阻礙應力腐蝕裂紋擴展的(de)兩(liang)相分布狀(zhuang)(zhuang)況-兩(liang)相呈(cheng)條(tiao)帶(dai)疊置狀(zhuang)(zhuang)。應當注意,一(yi)旦形成(cheng)了粗大(da)的(de)等(deng)軸晶,就很(hen)難通過熱(re)處理或其(qi)他措施予以(yi)恢復(fu)。


  

為了使焊接(jie)接(jie)頭熱影響區各項性能指標(biao)與其(qi)他(ta)部位(wei)相同,可(ke)采取下列措(cuo)施(shi):


   a. 一定(ding)要(yao)用盡量小的熱輸大施焊。一旦由于過熱會導致形(xing)成大晶(jing)粒鐵素體,就(jiu)很難(nan)保持(chi)或(huo)恢復雙相不銹鋼的優良(liang)性能。


   b. 為使焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭的(de)熱影(ying)響區的(de)相比(bi)例與母材相當(dang),可對焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭通過固溶處理來實現(xian),但費工、費時,還消耗(hao)大量能源以及引起(qi)結構(gou)變(bian)形(xing)等(deng)問(wen)題,很難(nan)達到理想的(de)效果(guo)。


   c. 通過對焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭進行(xing)(xing)再一次的(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)熱循環,使(shi)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)熱影(ying)響(xiang)區的(de)奧(ao)氏體(ti)相(xiang)進一步析出,增加奧(ao)氏體(ti)金屬相(xiang)數量且(qie)能(neng)細化(hua)鐵素體(ti)晶(jing)粒,減少碳化(hua)物(wu)和氮化(hua)物(wu)從(cong)晶(jing)內和晶(jing)界(jie)析出。采用(yong)的(de)方(fang)法是對接(jie)(jie)(jie)觸介質(zhi)的(de)焊(han)(han)縫先進行(xing)(xing)施(shi)焊(han)(han)。對于單道焊(han)(han)縫,則在非接(jie)(jie)(jie)觸工(gong)(gong)作介質(zhi)面的(de)焊(han)(han)縫上,加焊(han)(han)一層工(gong)(gong)藝焊(han)(han)縫,若焊(han)(han)縫的(de)余高超(chao)標(biao)時(shi),應修磨焊(han)(han)縫高度;對于多(duo)層焊(han)(han)時(shi),除了用(yong)小的(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)熱輸入的(de)多(duo)層多(duo)道焊(han)(han)外,必要時(shi)也可(ke)以增加工(gong)(gong)藝焊(han)(han)縫來改(gai)善工(gong)(gong)作焊(han)(han)縫的(de)熱影(ying)響(xiang)區性(xing)能(neng)。


   d. 采用奧氏(shi)體相占比例大的(de)(de)(de)焊(han)接材(cai)料(liao),來提(ti)高焊(han)縫(feng)金屬中奧氏(shi)體的(de)(de)(de)比例,對(dui)提(ti)高焊(han)縫(feng)金屬的(de)(de)(de)塑(su)性(xing)、韌性(xing)和耐蝕性(xing)均是(shi)有益的(de)(de)(de)。






聯系方式.jpg