許多焊接方法都可用于不銹鋼的焊接，但對于不同類型的不銹鋼，由于其組織與性能存在較大的差異，焊接性也各不相同，因此，不同的焊接方法對于不同類型的不銹鋼具有不同的適用性。在選擇焊接方法時，要根據不銹鋼母材的焊接性，對焊接接頭力學性能、耐腐蝕性能的綜合要求來確定。例如埋弧焊是一種高效優質的焊接方法，對于含有少量鐵素體的奧氏體不銹鋼焊縫來講，通常不會產生焊接熱裂紋，但對于純奧氏體不銹鋼焊縫，由于許多焊劑向焊縫金屬中增硅，焊縫金屬容易形成粗大的單相奧氏體柱狀晶，焊縫金屬的熱裂紋敏感性大，因此一般不采用埋弧焊焊接純奧氏體不銹鋼，除非采用特殊的焊劑。當焊接接頭的腐蝕性要求高時，鎢極氬焊等惰性氣體保護焊具有明顯的優勢。對于一些特種焊接方法，如電阻點焊、縫焊、閃光焊及螺柱焊，也可用于不銹鋼的焊接，與普通低碳鋼相比，由于不銹鋼具有較高的電阻和較高的強度，因此需要較低的焊接電流和較大的壓力或頂鍛力。釬焊也廣泛應用于不銹鋼的連接，母材類型不同，釬焊溫度也不同，與普通碳鋼相比，不銹鋼用釬劑有較強的腐蝕性，為了防止殘留的釬劑對釬焊接頭的腐蝕，需對釬焊接頭予以仔細的清理。現如今所應用的不銹鋼有奧氏體不銹鋼和雙相不銹鋼, 所以對這兩種類型的不銹鋼的焊接進行重點介紹。
一、奧氏體不銹(xiu)鋼(gang)的焊接
1. 奧氏體不銹鋼的概述
奧(ao)氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)代表了(le)整個(ge)(ge)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)系列(lie)中(zhong)最大(da)的(de)(de)(de)(de)一個(ge)(ge)類(lei)別(bie)(bie)(bie)，生產的(de)(de)(de)(de)噸位高(gao)(gao)于其他(ta)任何一種類(lei)別(bie)(bie)(bie)。它(ta)(ta)們(men)在(zai)絕(jue)大(da)多(duo)數(shu)環境(jing)(jing)中(zhong)具有(you)良好(hao)的(de)(de)(de)(de)耐腐(fu)(fu)蝕性。奧(ao)氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)具有(you)和(he)(he)低碳鋼(gang)(gang)(gang)(gang)相當(dang)的(de)(de)(de)(de)強(qiang)度(du)，室溫(wen)(wen)(wen)時最低屈(qu)服強(qiang)度(du)約(yue)為(wei)210MPa（30ksi），然而(er)(er)不(bu)能相變(bian)強(qiang)化(hua)。由于這(zhe)類(lei)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)低溫(wen)(wen)(wen)沖擊韌度(du)好(hao)而(er)(er)可(ke)用于低溫(wen)(wen)(wen)工作(zuo)環境(jing)(jing)。其高(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)工作(zuo)溫(wen)(wen)(wen)度(du)可(ke)達(da)760℃或(huo)者更高(gao)(gao)，但(dan)是(shi)(shi)(shi)大(da)部分鋼(gang)(gang)(gang)(gang)在(zai)這(zhe)么高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)溫(wen)(wen)(wen)度(du)下強(qiang)度(du)和(he)(he)抗氧(yang)化(hua)能力(li)是(shi)(shi)(shi)有(you)限的(de)(de)(de)(de)。奧(ao)氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)可(ke)以(yi)(yi)通過冷作(zuo)硬(ying)化(hua)而(er)(er)有(you)效(xiao)地強(qiang)化(hua)。它(ta)(ta)們(men)經常(chang)(chang)用于要求有(you)很耐大(da)氣腐(fu)(fu)蝕或(huo)耐高(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)腐(fu)(fu)蝕能力(li)的(de)(de)(de)(de)工作(zuo)場合。只要按照正確(que)的(de)(de)(de)(de)工藝規范施焊(han)，這(zhe)類(lei)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)都(dou)是(shi)(shi)(shi)可(ke)以(yi)(yi)焊(han)接的(de)(de)(de)(de)。在(zai)這(zhe)類(lei)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中(zhong)添加(jia)大(da)量的(de)(de)(de)(de)奧(ao)氏體(ti)形成元素(su)(su)，特別(bie)(bie)(bie)是(shi)(shi)(shi)鎳（一般w（Cr）=8%），其他(ta)的(de)(de)(de)(de)奧(ao)氏體(ti)形成元素(su)(su)是(shi)(shi)(shi)C、N和(he)(he)Cu。碳和(he)(he)氮是(shi)(shi)(shi)強(qiang)奧(ao)氏體(ti)形成元素(su)(su)，這(zhe)可(ke)以(yi)(yi)從鎳當(dang)量公式中(zhong)各(ge)系數(shu)值可(ke)看出：Nieq=Ni+35C+20N+0.25Cu，加(jia)碳是(shi)(shi)(shi)為(wei)了(le)改進(jin)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)強(qiang)度(du)（蠕變(bian)強(qiang)度(du)）。在(zai)某些鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中(zhong)加(jia)入氮主要是(shi)(shi)(shi)為(wei)了(le)改進(jin)室溫(wen)(wen)(wen)強(qiang)度(du)和(he)(he)低溫(wen)(wen)(wen)強(qiang)度(du)，有(you)時可(ke)以(yi)(yi)提高(gao)(gao)一倍多(duo)，用氮強(qiang)化(hua)的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)經常(chang)(chang)在(zai)它(ta)(ta)們(men)的(de)(de)(de)(de)AISI 300系列(lie)型號(hao)后面標注一個(ge)(ge)后綴N，如304LN。AISI 200系列(lie)（如201）也是(shi)(shi)(shi)氮強(qiang)化(hua)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)，經常(chang)(chang)使用各(ge)種商業名稱，例如：Nitronic.
奧氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)一般具有較好的(de)(de)韌度(du)和(he)延(yan)性，在拉伸加(jia)載時顯(xian)示出(chu)很高(gao)(gao)的(de)(de)斷后伸長率(lv)。由于鋼(gang)中(zhong)合(he)金(jin)含(han)量較高(gao)(gao)，所以比馬氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)、低鉻和(he)中(zhong)鉻鐵素體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)要貴。盡管鋼(gang)本身價格(ge)高(gao)(gao)，但(dan)提(ti)供了突出(chu)的(de)(de)工(gong)程制造(zao)方面的(de)(de)優點，特別是(shi)良好成(cheng)形性和(he)焊接性，因而和(he)其(qi)他類的(de)(de)不(bu)銹鋼(gang)比較，經常(chang)降(jiang)低了總的(de)(de)成(cheng)本。奧氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)雖然有很多種類，但(dan)300系列(lie)是(shi)最(zui)老(lao)的(de)(de)也是(shi)應用最(zui)廣(guang)的(de)(de)。這類鋼(gang)大(da)部(bu)分是(shi)在18Cr-8Ni系的(de)(de)基(ji)礎(chu)上加(jia)入合(he)金(jin)元素或者是(shi)進(jin)行變質，而得(de)到獨特的(de)(de)性能或者使性能更完備。
304型(xing)不(bu)(bu)銹鋼(gang)是這個系列鋼(gang)的基礎(chu)，加上(shang)304L代表了(le)最常選用的奧氏體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)。在316型(xing)不(bu)(bu)銹鋼(gang)中用質量分(fen)數大(da)約2%的仩替代等(deng)量的鉻(ge)以改善耐點蝕能力。在穩定化的321和(he)347鋼(gang)中分(fen)別(bie)少量的鈦和(he)鈮(ni)，它們和(he)碳結合(he)以減少由于(yu)析出(chu)富鉻(ge)碳化物而引(yin)起(qi)的晶間(jian)腐蝕。在上(shang)世紀(ji)60年代普遍(bian)使(shi)用L類(lei)鋼(gang)，這是由于(yu)利用AOD（氬-氧脫碳）方法熔煉，降低(di)了(le)標準型(xing)（非低(di)碳鋼(gang)）和(he)低(di)碳型(xing)不(bu)(bu)銹鋼(gang)之(zhi)間(jian)的價格差別(bie)。這類(lei)低(di)碳型(xing)號不(bu)(bu)銹鋼(gang)（304L，316L）已經廣(guang)泛(fan)用于(yu)受到(dao)晶間(jian)侵蝕和(he)晶間(jian)應力腐蝕的工作場(chang)合(he)。
如ASTM A312中，最廣泛(fan)使用的(de)(de)鋼(gang)(gang)材304、316、321和347以及(ji)它們的(de)(de)變種鋼(gang)(gang)都是18-8類(lei)(lei)型(xing)，含有(you)的(de)(de)名義成分(fen)(fen)（質量(liang)分(fen)(fen)數(shu)）是18%鉻和8%鎳。L類(lei)(lei)鋼(gang)(gang)代表(biao)低(di)碳類(lei)(lei)的(de)(de)變種鋼(gang)(gang)，其(qi)名義碳的(de)(de)質量(liang)分(fen)(fen)數(shu)是0.03%。這(zhe)類(lei)(lei)鋼(gang)(gang)提高(gao)(gao)(gao)了(le)在腐蝕(shi)環境中對晶間侵蝕(shi)的(de)(de)耐力。H類(lei)(lei)鋼(gang)(gang)碳的(de)(de)質量(liang)分(fen)(fen)數(shu)接近于0.1%，其(qi)高(gao)(gao)(gao)溫強度(du)比標(biao)準鋼(gang)(gang)及(ji)L類(lei)(lei)鋼(gang)(gang)高(gao)(gao)(gao)，因(yin)而用于高(gao)(gao)(gao)溫場合。N類(lei)(lei)鋼(gang)(gang)是在300系列(lie)鋼(gang)(gang)中有(you)意加(jia)(jia)入(ru)質量(liang)分(fen)(fen)數(shu)高(gao)(gao)(gao)達0.20%的(de)(de)氮(dan)（300N，316N）碳在含錳的(de)(de)鋼(gang)(gang)里氮(dan)的(de)(de)加(jia)(jia)入(ru)量(liang)更高(gao)(gao)(gao)（錳增加(jia)(jia)氮(dan)在奧氏(shi)體相中的(de)(de)溶解度(du)）。較高(gao)(gao)(gao)的(de)(de)氮(dan)含量(liang)可以增加(jia)(jia)奧氏(shi)體不銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)強度(du)、抗磨(mo)損和耐點蝕(shi)能力。
含(han)有鈦和(he)鈮(ni)的(de)鋼(gang)如321和(he)347型稱為穩定化鋼(gang)，因為加(jia)入(ru)這(zhe)兩種元素穩定了(le)碳(tan)，阻止其(qi)(qi)生(sheng)成M23C6型鉻的(de)碳(tan)化物。由于鈦和(he)鈮(ni)的(de)加(jia)入(ru)量(liang)(liang)達到1.0%（質量(liang)(liang)分數）時可(ke)(ke)以有效地(di)減(jian)少基本中的(de)碳(tan)含(han)量(liang)(liang)使富(fu)鉻碳(tan)化物的(de)析出很(hen)困難，這(zhe)就降(jiang)低了(le)敏化的(de)可(ke)(ke)能(neng)性，而(er)敏化會導致(zhi)在奧(ao)氏(shi)體鋼(gang)中產(chan)生(sheng)晶(jing)間腐蝕(shi)。還有很(hen)多其(qi)(qi)他鋼(gang)種，包括超級奧(ao)氏(shi)體不銹鋼(gang)。由于 這(zhe)些鋼(gang)種獨特的(de)性能(neng)及對其(qi)(qi)焊接(jie)性的(de)特殊考慮。
2. 奧氏(shi)體不銹鋼焊接方法與焊接材料的選(xuan)擇
（1）焊接方(fang)法(fa)
奧氏(shi)體體不(bu)銹鋼(gang)具有(you)優(you)良的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)性，幾乎所有(you)的(de)(de)熔(rong)焊(han)(han)方法都可用于(yu)奧氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)，許(xu)多特種焊(han)(han)接(jie)(jie)方法，如電阻點焊(han)(han)、縫焊(han)(han)、閃光(guang)(guang)焊(han)(han)、激光(guang)(guang)與電子束焊(han)(han)、釬焊(han)(han)都是可用于(yu)奧氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)，就根據具體的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)性與接(jie)(jie)頭使用性能的(de)(de)要求，合理(li)選擇最佳的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)方法。其中焊(han)(han)條電弧(hu)(hu)焊(han)(han)、鎢極氬弧(hu)(hu)焊(han)(han)、熔(rong)化極惰(duo)性氣體保護焊(han)(han)、埋弧(hu)(hu)焊(han)(han)是較為經(jing)濟的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)方法。
(2) 焊材選擇
對于奧(ao)氏體(ti)不銹鋼填(tian)充(chong)金屬的(de)種類，分(fen)成三(san)個部(bu)分(fen)，反映(ying)了AWS按焊接(jie)材(cai)料各類分(fen)別設定的(de)三(san)種標準。其中：
a. 不(bu)銹鋼焊條(tiao)采用美國標準AWS A5.4標準用于焊條(tiao)（我公司焊材為GES-309，GES316L等）；
b. 不銹(xiu)鋼焊(han)(han)絲(si)采用美國標(biao)準AWS A5.9、A5.22等標(biao)準用于實心焊(han)(han)絲(si)和(he)金屬粉(fen)芯(xin)焊(han)(han)絲(si)，氣(qi)(qi)體(ti)保護(hu)(hu)藥芯(xin)焊(han)(han)絲(si)（我公(gong)司焊(han)(han)材為GTS-309，GTS-316L等），所(suo)選焊(han)(han)絲(si)可用于氬弧焊(han)(han)、富氬混合氣(qi)(qi)體(ti)保護(hu)(hu)焊(han)(han)、二氧化碳氣(qi)(qi)體(ti)保護(hu)(hu)焊(han)(han)及埋(mai)弧焊(han)(han)焊(han)(han)接用填充(chong)材料(liao)；
c.不銹鋼埋弧(hu)焊(han)主要選用氧化性弱的中(zhong)性或堿性焊(han)劑。
(3) 高鉬(mu)鋼焊接指南(nan)
我(wo)公司在(zai)M035項(xiang)目上用的(de)奧氏(shi)體不銹鋼(gang)有316L和(he)254SMO（ASTM A258 S31254），其中254SMO是我(wo)公司第一次(ci)焊(han)接(jie)(jie)的(de)超(chao)級奧氏(shi)體不銹鋼(gang)材(cai)料，由于其使用條件嚴格（用于腐蝕性(xing)環境），材(cai)料昂(ang)貴（包括(kuo)母材(cai)和(he)焊(han)材(cai)），且焊(han)工不太熟悉(xi)，操作性(xing)有一定的(de)難度，因此對(dui)焊(han)接(jie)(jie)時(shi)要求注意的(de)重點列出用以指導焊(han)接(jie)(jie)人(ren)員和(he)檢(jian)驗人(ren)員。具體內容如下：
為防焊(han)接(jie)煙塵及Ar氣對焊(han)接(jie)人員(yuan)的(de)(de)傷害，焊(han)接(jie)作業要在通風的(de)(de)環境中進行；
所有的(de)焊縫都應該略有余高，應該避(bi)免出現平的(de)或下凹狀的(de)焊縫；
焊前一般不需要預熱，若環境(jing)溫(wen)度低(di)于2℃，在距(ju)離焊縫區300mm的范圍(wei)內(nei)應至少加熱到比(bi)周圍(wei)環境(jing)溫(wen)度高10℃。
層(ceng)間(jian)溫度不能大于100℃，線能量不能超過(guo)1.5KJ/mm
焊件表面(mian)的金屬氧化物會導致焊接缺陷(xian)，因此(ci)焊前對(dui)雜質的清理十分重要，通常清理范圍從焊縫處向兩(liang)側(ce)各延(yan)伸50mm，清理范圍應當包括工作坡口加工的邊緣以及空心管四周和管子內表面(mian)。注意：金屬絲刷并(bing)不能完全清理這些殘留物，用熱水(shui)沖洗或(huo)擦洗或(huo)許是一(yi)個好方(fang)法。
焊(han)接盡(jin)可能在1G和2F位置進行
焊(han)接接頭(tou)設計必(bi)須使打(da)底(di)焊(han)能很好的(de)(de)熔透(tou)，引弧(hu)(hu)(hu)點要在坡口內，沿坡口出現的(de)(de)電弧(hu)(hu)(hu)掃掠要打(da)磨(mo)干凈。每一起弧(hu)(hu)(hu)與(yu)收弧(hu)(hu)(hu)處必(bi)須打(da)磨(mo)干凈。
定位焊需要(yao)背(bei)部保(bao)護氣(qi)體，每一個(ge)接頭(tou)都必(bi)須打磨；
將焊接(jie)(jie)處不能接(jie)(jie)觸銅和黃銅（由銅和鋅組成(cheng)(cheng)的銅合金），因為銅和鋅的加入可能導致裂(lie)紋的形成(cheng)(cheng)。
二、鐵素體(ti)-奧(ao)氏體(ti)雙相不銹鋼的(de)焊接
1. 鐵素體-奧氏體雙相不銹鋼的概述
鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)-奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)名字是(shi)(shi)來自于(yu)其室溫微觀組(zu)織，其中大概一(yi)半是(shi)(shi)鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)，一(yi)半是(shi)(shi)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)。在20世(shi)(shi)紀(ji)30年(nian)代就知道(dao)有(you)(you)雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)，它時(shi)快(kuai)時(shi)慢的(de)(de)(de)(de)(de)開(kai)發(fa)過程明(ming)顯(xian)地受(shou)到周期(qi)性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)鎳(nie)短缺的(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響。直到1982年(nian)美國(guo)《焊(han)(han)接(jie)手冊(ce)》也沒有(you)(you)認(ren)可雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)是(shi)(shi)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)中單獨的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)類。在那(nei)時(shi)《焊(han)(han)接(jie)手冊(ce)》把較(jiao)早的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)種雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)-329型不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)列(lie)在奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)中。至(zhi)少(shao)有(you)(you)一(yi)家329型不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)制(zhi)造商建議不(bu)(bu)要(yao)(yao)焊(han)(han)接(jie)這種鋼(gang)(gang)，在20世(shi)(shi)紀(ji)50年(nian)代開(kai)發(fa)的(de)(de)(de)(de)(de)鑄造合(he)金CD4MCu焊(han)(han)接(jie)后(hou)很(hen)脆。從上世(shi)(shi)紀(ji)80年(nian)代初這種鋼(gang)(gang)迅速開(kai)發(fa)，在同一(yi)時(shi)期(qi)召(zhao)開(kai)的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)系列(lie)國(guo)際雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)會議編(bian)撰(zhuan)的(de)(de)(de)(de)(de)文集中，記錄(lu)了這個(ge)開(kai)發(fa)過程。至(zhi)今(jin)這種鋼(gang)(gang)已被(bei)用于(yu)廣(guang)泛領域，主要(yao)(yao)用于(yu)要(yao)(yao)求(qiu)優異耐腐(fu)蝕性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)場合(he)。在這一(yi)時(shi)期(qi)，鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)接(jie)和耐腐(fu)蝕性(xing)有(you)(you)了明(ming)顯(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)改善，這主要(yao)(yao)是(shi)(shi)由于(yu)認(ren)識(shi)到氮作(zuo)為一(yi)種合(he)金元素(su)可以起關鍵(jian)作(zuo)用。
雙相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)是(shi)用(yong)(yong)在(zai)(zai)(zai)能(neng)充分(fen)(fen)發揮其優點(dian)，即優異(yi)的(de)(de)耐(nai)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)性(xing)和(he)高(gao)強度或者二者兼(jian)有的(de)(de)應(ying)用(yong)(yong)場合(he)。因(yin)為(wei)(wei)它含有比奧氏(shi)體不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)更高(gao)的(de)(de)鐵素(su)體相(xiang)成分(fen)(fen)，所(suo)以(yi)有高(gao)的(de)(de)鐵磁(ci)性(xing)、高(gao)熱傳導性(xing)和(he)低(di)的(de)(de)線脹系數。雙相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)最(zui)多(duo)的(de)(de)是(shi)被(bei)選用(yong)(yong)于(yu)耐(nai)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)場合(he)，已(yi)經在(zai)(zai)(zai)很多(duo)可能(neng)發生應(ying)力腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)裂紋和(he)點(dian)蝕(shi)的(de)(de)應(ying)用(yong)(yong)環境中(zhong)代(dai)替(ti)了(le)奧氏(shi)體不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)。它們(men)在(zai)(zai)(zai)絕大(da)多(duo)數腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)場合(he)遠優于(yu)結構而又具有相(xiang)當的(de)(de)強度。譬如雙相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)已(yi)廣泛用(yong)(yong)于(yu)陸地(di)和(he)海洋中(zhong)的(de)(de)油(you)、氣管道。由(you)于(yu)雙相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)在(zai)(zai)(zai)相(xiang)對不(bu)(bu)(bu)高(gao)的(de)(de)溫(wen)度下就(jiu)會形(xing)成很多(duo)脆性(xing)析出物，所(suo)以(yi)不(bu)(bu)(bu)推薦用(yong)(yong)于(yu)超過(guo)280攝(she)氏(shi)度的(de)(de)工(gong)作場合(he)。它們(men)比奧氏(shi)體不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)貴(gui)，倒不(bu)(bu)(bu)是(shi)完全因(yin)為(wei)(wei)合(he)金元(yuan)素(su)貴(gui)，而主要是(shi)由(you)于(yu)從鑄態到最(zui)終的(de)(de)板材(cai)、薄板、管件(jian)的(de)(de)加工(gong)費用(yong)(yong)貴(gui)。然而它們(men)提供了(le)優異(yi)的(de)(de)而腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)性(xing)并可降低(di)重量，在(zai)(zai)(zai)中(zhong)等程度侵蝕(shi)性(xing)介(jie)質中(zhong)可能(neng)用(yong)(yong)來(lai)(lai)代(dai)替(ti)某些鎳基合(he)金，而價格(ge)僅為(wei)(wei)原來(lai)(lai)的(de)(de)幾分(fen)(fen)之一(yi)。
雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)典型的(de)(de)(de)(de)屈服強度(du)(du)(du)大約是(shi)(shi)425MPa，和奧氏(shi)(shi)體不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)210MPa比較強度(du)(du)(du)要高得多(duo)。因為(wei)雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)強度(du)(du)(du)高，其硬度(du)(du)(du)也(ye)高，所以(yi)在(zai)要求耐(nai)(nai)腐蝕同(tong)時(shi)(shi)要求耐(nai)(nai)磨損的(de)(de)(de)(de)場(chang)合，這種鋼(gang)(gang)更(geng)有(you)優勢。與(yu)此(ci)同(tong)時(shi)(shi)，雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)具有(you)良好的(de)(de)(de)(de)焊(han)接性(xing)，與(yu)鐵素(su)體不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)及奧氏(shi)(shi)體不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)相(xiang)(xiang)(xiang)比，它(ta)既不像(xiang)鐵素(su)體不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)焊(han)接熱影響區，由于(yu)(yu)晶粒嚴重粗(cu)化而使塑韌(ren)性(xing)大幅度(du)(du)(du)降(jiang)低(di)，也(ye)不像(xiang)奧氏(shi)(shi)體不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)那樣(yang)，對焊(han)接熱裂紋比較敏感。當今大多(duo)數的(de)(de)(de)(de)雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)都是(shi)(shi)有(you)好的(de)(de)(de)(de)韌(ren)度(du)(du)(du)和延性(xing)，然而它(ta)們(men)在(zai)低(di)溫(wen)時(shi)(shi)有(you)韌(ren)脆轉變，所以(yi)一般不適合用于(yu)(yu)低(di)溫(wen)。雙(shuang) 不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)工作溫(wen)度(du)(du)(du)范圍一般限(xian)于(yu)(yu)-40～280攝氏(shi)(shi)度(du)(du)(du)。
雙相(xiang)不(bu)銹鋼(gang)的(de)線脹系(xi)數和碳(tan)鋼(gang)、低合(he)金鋼(gang)接近。由(you)于(yu)(yu)這(zhe)(zhe)種相(xiang)似性，這(zhe)(zhe)種鋼(gang)也可用(yong)于(yu)(yu)需(xu)(xu)要雙相(xiang)不(bu)銹鋼(gang)和碳(tan)鋼(gang)配合(he)使用(yong)的(de)高壓容器類的(de)結構。這(zhe)(zhe)種情(qing)況下，相(xiang)對于(yu)(yu)使用(yong)奧氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)，能減少(shao)由(you)于(yu)(yu)熱(re)(re)膨脹不(bu)同(tong)引起的(de)熱(re)(re)應力。然而由(you)于(yu)(yu)雙相(xiang)不(bu)銹鋼(gang)中析出反應在較低溫度下發生，因而它(ta)不(bu)適宜用(yong)于(yu)(yu)需(xu)(xu)要進(jin)行消除(chu)應力熱(re)(re)處理（焊后熱(re)(re)處理）的(de)場合(he)。
2. 雙相不銹鋼的化學成(cheng)分及組織特點
a. 化學成分
目前，國際(ji)上(shang)普遍采(cai)用(yong)的鐵素體(ti)-奧氏體(ti)雙(shuang)相不(bu)(bu)銹鋼(gang)可為Cr18型、Cr23型、Cr22型、Cr25型四類。對于Cr25型雙(shuang)相不(bu)(bu)銹鋼(gang)，也有普通(tong)雙(shuang)相不(bu)(bu)銹鋼(gang)和超級雙(shuang)相不(bu)(bu)銹鋼(gang)之(zhi)分(fen)，當(dang)點(dian)蝕(shi)指數PREN（PREN=w(Cr)+ 3.3w(Mo)+16 w(N)）>40時，稱為超級雙(shuang)相不(bu)(bu)銹鋼(gang)，
我國(guo)(guo)列入國(guo)(guo)家的(de)鐵(tie)素體-奧氏體雙相不銹鋼(gang)主要有Cr18與(yu)Cr25兩大類(lei)型。另(ling)外一些與(yu)國(guo)(guo)外典(dian)型材料相類(lei)似的(de)鋼(gang)種也有生產和(he)應用。
b. 組織特點(dian)
雙(shuang)相(xiang)不銹(xiu)鋼以單相(xiang)δ鐵素(su)體凝固結晶，當(dang)繼續冷卻(que)時，發生(sheng)δ→γ相(xiang)變(bian)，隨(sui)著(zhu)溫(wen)度的(de)降低，δ→γ相(xiang)變(bian)不斷進(jin)行。在平衡條件下(xia)或者非快(kuai)速冷卻(que)的(de)情況下(xia)，部分δ鐵素(su)體將保留到室溫(wen)，因此，室溫(wen)下(xia)的(de)組織為δ→γ雙(shuang)相(xiang)組織。
3. 雙(shuang)相不銹鋼的焊接特點(dian)
焊(han)接(jie)過程是一個快速(su)加熱與快速(su)冷卻(que)的(de)(de)(de)(de)熱循環過程。在加熱過程中，當熱影(ying)響(xiang)區的(de)(de)(de)(de)溫(wen)度(du)(du)超(chao)過雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)固溶處理溫(wen)度(du)(du)，在1150~1400℃的(de)(de)(de)(de)高(gao)溫(wen)狀(zhuang)態(tai)下，晶(jing)粒(li)將(jiang)發生(sheng)長(chang)大，而(er)且發生(sheng)γ→δ相(xiang)(xiang)(xiang)變，γ相(xiang)(xiang)(xiang)明顯減(jian)少，δ相(xiang)(xiang)(xiang)增多。一些鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)高(gao)溫(wen)近縫區會出現晶(jing)粒(li)較粗(cu)大的(de)(de)(de)(de)δ鐵素(su)體組(zu)(zu)織。如(ru)果(guo)焊(han)后的(de)(de)(de)(de)冷卻(que)速(su)度(du)(du)較快，將(jiang)抑(yi)制(zhi)δ→γ的(de)(de)(de)(de)二次(ci)相(xiang)(xiang)(xiang)變，使(shi)熱影(ying)響(xiang)區的(de)(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)(xiang)比例失調，當δ鐵素(su)體大于70%時(shi)，二次(ci)轉變的(de)(de)(de)(de)γ奧氏體也變成(cheng)針狀(zhuang)和(he)(he)羽毛狀(zhuang)，具(ju)有魏氏組(zu)(zu)織特征，導致力(li)學性能和(he)(he)耐腐蝕性能惡化。當焊(han)后冷卻(que)速(su)度(du)(du)較慢時(shi)，則δ→γ的(de)(de)(de)(de)二次(ci)相(xiang)(xiang)(xiang)變比較充分，室溫(wen)下為(wei)(wei)相(xiang)(xiang)(xiang)比例較為(wei)(wei)合適的(de)(de)(de)(de)雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)組(zu)(zu)織。因此，為(wei)(wei)防止熱影(ying)響(xiang)區的(de)(de)(de)(de)快速(su)冷卻(que)，使(shi)δ→γ二次(ci)相(xiang)(xiang)(xiang)變較為(wei)(wei)充分，保證較合理的(de)(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)(xiang)比例，足(zu)夠的(de)(de)(de)(de)焊(han)接(jie)熱輸(shu)入是必(bi)要的(de)(de)(de)(de)。隨著母材厚度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)增加，焊(han)接(jie)熱輸(shu)入應適當提(ti)高(gao)。
對于(yu)雙相不銹鋼焊(han)縫(feng)(feng)(feng)金(jin)(jin)屬，仍以(yi)單(dan)相δ鐵素體(ti)凝固結晶(jing)，并隨(sui)溫度的(de)(de)降低發(fa)生δ→γ組(zu)織(zhi)轉變。但由于(yu)其(qi)熔(rong)化-凝固-冷卻相變是一個速度較快的(de)(de)不平(ping)衡(heng)過(guo)程(cheng)，因此，焊(han)縫(feng)(feng)(feng)金(jin)(jin)屬冷卻過(guo)程(cheng)中(zhong)的(de)(de)δ→γ組(zu)織(zhi)轉變必然是不平(ping)衡(heng)的(de)(de)。當焊(han)縫(feng)(feng)(feng)金(jin)(jin)屬的(de)(de)化學(xue)成分與母材成分相同，或(huo)者(zhe)母材自熔(rong)時，焊(han)縫(feng)(feng)(feng)金(jin)(jin)屬中(zhong)的(de)(de)δ相將偏高，而(er)γ相偏低。為了(le)保證(zheng)焊(han)縫(feng)(feng)(feng)金(jin)(jin)屬中(zhong)有足夠的(de)(de)γ相，應(ying)提高焊(han)縫(feng)(feng)(feng)金(jin)(jin)屬化學(xue)成分的(de)(de)Ni當量(liang)，通常(chang)的(de)(de)方(fang)法(fa)是提高奧氏體(ti)化元素（Ni、N）的(de)(de)含量(liang)，因此就出現了(le)焊(han)縫(feng)(feng)(feng)金(jin)(jin)屬的(de)(de)超合(he)金(jin)(jin)化的(de)(de)特點(dian)。
雙(shuang)相(xiang)(xiang)不銹鋼具(ju)有良好(hao)的(de)(de)焊接性(xing)(xing)，盡(jin)管其凝(ning)固結(jie)晶為單(dan)相(xiang)(xiang)鐵(tie)素(su)體，但在(zai)一般的(de)(de)拘束條件下，焊縫金(jin)屬的(de)(de)熱裂紋(wen)(wen)敏(min)感性(xing)(xing)很(hen)小，當雙(shuang)相(xiang)(xiang)組織的(de)(de)比例適(shi)當時(shi)，其冷裂紋(wen)(wen)敏(min)感性(xing)(xing)也(ye)較低。但應(ying)注意，雙(shuang)相(xiang)(xiang)不銹鋼中畢竟(jing)具(ju)有較高(gao)的(de)(de)鐵(tie)素(su)體，當拘束度(du)較大及焊縫金(jin)屬含氫量較高(gao)時(shi)，還存在(zai)焊接氫致裂紋(wen)(wen)的(de)(de)危險。因(yin)此，在(zai)焊接材料選擇與焊接過程中應(ying)控制氫的(de)(de)來源。
另請(qing)注意：雙相(xiang)(xiang)鋼(gang)與雙相(xiang)(xiang)不銹鋼(gang)定義不同(tong)，雙相(xiang)(xiang)鋼(gang)是指由低碳鋼(gang)或(huo)低合金(jin)高(gao)強度鋼(gang)經臨界處理或(huo)控制軋制而得到的(de)(de)主要(yao)由鐵(tie)素體(ti)和(he)馬(ma)氏體(ti)所組成的(de)(de)鋼(gang)。
4. 焊接工藝方法與焊接材料
a. 焊接工(gong)藝(yi)方法
到目前為止，焊(han)(han)(han)(han)條電弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)、鎢(wu)極氬弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)、熔化極氣體(ti)保護焊(han)(han)(han)(han)（采用實心焊(han)(han)(han)(han)絲(si)或藥(yao)芯焊(han)(han)(han)(han)絲(si)）、甚(shen)至埋弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)都可用于(yu)鐵素體(ti)-奧(ao)氏體(ti)雙相不銹鋼的(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)。
b. 焊接(jie)工藝方法選擇及坡口形(xing)式與尺寸
根據管、板(ban)厚(hou)度及相應的焊接工藝方(fang)法選(xuan)擇及坡(po)口尺寸。
c. 雙相(xiang)不銹鋼鋼焊接指南
我公司(si)在M021項目(mu)上(shang)用的雙(shuang)(shuang)相不(bu)(bu)銹鋼(gang)為ASTM A790 S32750和S32760，且(qie)此(ci)二者皆為超級(ji)雙(shuang)(shuang)相不(bu)(bu)銹鋼(gang)，所選焊(han)接(jie)方(fang)法為GTAW，所選焊(han)絲為SANDVIK 25.10.4.L。焊(han)接(jie)時的注(zhu)意與焊(han)接(jie)超級(ji)奧氏體類似，但層間(jian)溫度可控制為150攝氏度以下。
d. 不銹(xiu)鋼焊接材(cai)料品牌(pai)
到目前(qian)為止，焊(han)(han)條(tiao)電(dian)弧焊(han)(han)、鎢極氬弧焊(han)(han)、已經在(zai)我公司進行使(shi)用，現在(zai)正(zheng)在(zai)使(shi)用的焊(han)(han)材如下表：
