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、奧氏體不銹鋼的焊(han)接
1. 奧氏體不銹鋼的概述
奧氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)代(dai)表了整個(ge)(ge)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)系(xi)(xi)列中最大的一(yi)個(ge)(ge)類別(bie)，生(sheng)產的噸位高(gao)于其(qi)他任何(he)一(yi)種類別(bie)。它(ta)們(men)在(zai)(zai)(zai)絕大多數(shu)環(huan)境(jing)中具(ju)有良好(hao)(hao)的耐(nai)腐(fu)蝕(shi)性。奧氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)具(ju)有和(he)(he)(he)低碳鋼(gang)(gang)(gang)(gang)相當的強(qiang)(qiang)度，室(shi)(shi)溫(wen)(wen)時(shi)最低屈(qu)服強(qiang)(qiang)度約為(wei)210MPa（30ksi），然而(er)不(bu)能相變強(qiang)(qiang)化(hua)(hua)。由于這(zhe)類鋼(gang)(gang)(gang)(gang)低溫(wen)(wen)沖(chong)擊韌度好(hao)(hao)而(er)可用(yong)于低溫(wen)(wen)工(gong)(gong)作環(huan)境(jing)。其(qi)高(gao)溫(wen)(wen)工(gong)(gong)作溫(wen)(wen)度可達(da)760℃或(huo)者(zhe)更(geng)高(gao)，但是(shi)(shi)大部分鋼(gang)(gang)(gang)(gang)在(zai)(zai)(zai)這(zhe)么(me)高(gao)的溫(wen)(wen)度下強(qiang)(qiang)度和(he)(he)(he)抗氧化(hua)(hua)能力(li)是(shi)(shi)有限(xian)的。奧氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)可以(yi)通(tong)過(guo)冷作硬化(hua)(hua)而(er)有效(xiao)地強(qiang)(qiang)化(hua)(hua)。它(ta)們(men)經(jing)常(chang)(chang)用(yong)于要求有很耐(nai)大氣腐(fu)蝕(shi)或(huo)耐(nai)高(gao)溫(wen)(wen)腐(fu)蝕(shi)能力(li)的工(gong)(gong)作場合。只(zhi)要按照正確(que)的工(gong)(gong)藝規范施焊，這(zhe)類鋼(gang)(gang)(gang)(gang)都是(shi)(shi)可以(yi)焊接的。在(zai)(zai)(zai)這(zhe)類鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中添加(jia)大量的奧氏(shi)(shi)體(ti)形成元(yuan)(yuan)素，特別(bie)是(shi)(shi)鎳(nie)（一(yi)般w（Cr）=8%），其(qi)他的奧氏(shi)(shi)體(ti)形成元(yuan)(yuan)素是(shi)(shi)C、N和(he)(he)(he)Cu。碳和(he)(he)(he)氮(dan)是(shi)(shi)強(qiang)(qiang)奧氏(shi)(shi)體(ti)形成元(yuan)(yuan)素，這(zhe)可以(yi)從鎳(nie)當量公式中各系(xi)(xi)數(shu)值可看出：Nieq=Ni+35C+20N+0.25Cu，加(jia)碳是(shi)(shi)為(wei)了改(gai)進高(gao)溫(wen)(wen)強(qiang)(qiang)度（蠕變強(qiang)(qiang)度）。在(zai)(zai)(zai)某些鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中加(jia)入氮(dan)主要是(shi)(shi)為(wei)了改(gai)進室(shi)(shi)溫(wen)(wen)強(qiang)(qiang)度和(he)(he)(he)低溫(wen)(wen)強(qiang)(qiang)度，有時(shi)可以(yi)提高(gao)一(yi)倍多，用(yong)氮(dan)強(qiang)(qiang)化(hua)(hua)的鋼(gang)(gang)(gang)(gang)經(jing)常(chang)(chang)在(zai)(zai)(zai)它(ta)們(men)的AISI 300系(xi)(xi)列型號后面標注(zhu)一(yi)個(ge)(ge)后綴N，如(ru)304LN。AISI 200系(xi)(xi)列（如(ru)201）也是(shi)(shi)氮(dan)強(qiang)(qiang)化(hua)(hua)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)，經(jing)常(chang)(chang)使用(yong)各種商(shang)業名稱，例(li)如(ru)：Nitronic.
奧(ao)氏體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)一般具有(you)較好(hao)的(de)(de)韌度和(he)延性，在(zai)拉(la)伸加載時顯示出(chu)(chu)很高(gao)的(de)(de)斷后(hou)伸長率(lv)。由于(yu)鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)合(he)金含量(liang)較高(gao)，所以比(bi)馬氏體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)、低鉻和(he)中(zhong)(zhong)鉻鐵素(su)體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)要貴。盡管鋼(gang)(gang)本(ben)身價格(ge)高(gao)，但(dan)提供了突出(chu)(chu)的(de)(de)工(gong)程制造方面(mian)的(de)(de)優點，特別是良好(hao)成形性和(he)焊接性，因(yin)而和(he)其他類(lei)的(de)(de)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)比(bi)較，經(jing)常降低了總的(de)(de)成本(ben)。奧(ao)氏體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)雖(sui)然有(you)很多種類(lei)，但(dan)300系(xi)列是最老的(de)(de)也是應用最廣的(de)(de)。這(zhe)類(lei)鋼(gang)(gang)大部分是在(zai)18Cr-8Ni系(xi)的(de)(de)基礎上加入(ru)合(he)金元(yuan)素(su)或(huo)者(zhe)是進(jin)行變質(zhi)，而得(de)到獨特的(de)(de)性能或(huo)者(zhe)使性能更完備。
304型(xing)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)是這個系列(lie)鋼(gang)(gang)的(de)基礎，加上304L代表(biao)了(le)最(zui)常選用(yong)的(de)奧氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)。在316型(xing)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)中用(yong)質量(liang)(liang)分數大約(yue)2%的(de)仩替代等量(liang)(liang)的(de)鉻以(yi)改(gai)善耐點蝕能力。在穩定(ding)化的(de)321和(he)347鋼(gang)(gang)中分別少量(liang)(liang)的(de)鈦和(he)鈮，它們和(he)碳結合以(yi)減(jian)少由于(yu)析出富鉻碳化物(wu)而引(yin)起(qi)的(de)晶(jing)間腐蝕。在上世(shi)紀60年代普遍(bian)使用(yong)L類鋼(gang)(gang)，這是由于(yu)利用(yong)AOD（氬-氧脫碳）方法熔煉，降低(di)了(le)標(biao)準型(xing)（非(fei)低(di)碳鋼(gang)(gang)）和(he)低(di)碳型(xing)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)之間的(de)價格差別。這類低(di)碳型(xing)號不銹(xiu)鋼(gang)(gang)（304L，316L）已(yi)經廣泛用(yong)于(yu)受(shou)到晶(jing)間侵蝕和(he)晶(jing)間應力腐蝕的(de)工作場合。
如ASTM A312中(zhong)(zhong)(zhong)，最廣泛使(shi)用的(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)材304、316、321和347以及它(ta)們的(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)種鋼(gang)(gang)(gang)都(dou)是18-8類(lei)(lei)型，含(han)(han)有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)名(ming)(ming)義成(cheng)分(fen)（質(zhi)量(liang)分(fen)數(shu)(shu)）是18%鉻(ge)和8%鎳。L類(lei)(lei)鋼(gang)(gang)(gang)代表低碳類(lei)(lei)的(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)種鋼(gang)(gang)(gang)，其名(ming)(ming)義碳的(de)(de)(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)分(fen)數(shu)(shu)是0.03%。這類(lei)(lei)鋼(gang)(gang)(gang)提高了在腐(fu)蝕(shi)環境中(zhong)(zhong)(zhong)對(dui)晶間侵(qin)蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)耐力。H類(lei)(lei)鋼(gang)(gang)(gang)碳的(de)(de)(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)分(fen)數(shu)(shu)接近于0.1%，其高溫(wen)強度(du)(du)比(bi)標(biao)準鋼(gang)(gang)(gang)及L類(lei)(lei)鋼(gang)(gang)(gang)高，因而用于高溫(wen)場合(he)。N類(lei)(lei)鋼(gang)(gang)(gang)是在300系列鋼(gang)(gang)(gang)中(zhong)(zhong)(zhong)有(you)意加入質(zhi)量(liang)分(fen)數(shu)(shu)高達0.20%的(de)(de)(de)(de)(de)氮(dan)（300N，316N）碳在含(han)(han)錳的(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)里氮(dan)的(de)(de)(de)(de)(de)加入量(liang)更(geng)高（錳增加氮(dan)在奧氏體(ti)相中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)溶解度(du)(du)）。較高的(de)(de)(de)(de)(de)氮(dan)含(han)(han)量(liang)可以增加奧氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)強度(du)(du)、抗磨損和耐點蝕(shi)能力。
含有鈦和(he)(he)鈮(ni)的(de)鋼(gang)(gang)如321和(he)(he)347型稱為(wei)穩(wen)定(ding)化鋼(gang)(gang)，因為(wei)加入(ru)這兩(liang)種(zhong)元素穩(wen)定(ding)了碳(tan)，阻止其生成M23C6型鉻的(de)碳(tan)化物。由(you)于鈦和(he)(he)鈮(ni)的(de)加入(ru)量(liang)達到(dao)1.0%（質(zhi)量(liang)分數(shu)）時可以有效地減少基本中(zhong)的(de)碳(tan)含量(liang)使富鉻碳(tan)化物的(de)析出很困難，這就降低了敏化的(de)可能性(xing)，而敏化會(hui)導致在奧(ao)氏體(ti)鋼(gang)(gang)中(zhong)產生晶間腐(fu)蝕。還(huan)有很多其他鋼(gang)(gang)種(zhong)，包括(kuo)超級奧(ao)氏體(ti)不銹鋼(gang)(gang)。由(you)于 這些鋼(gang)(gang)種(zhong)獨特的(de)性(xing)能及對其焊接性(xing)的(de)特殊考慮。
2. 奧氏體(ti)不銹鋼焊(han)接方法(fa)與焊(han)接材料(liao)的選擇
（1）焊接方法
奧氏(shi)體體不銹鋼(gang)具有優良的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)性(xing)(xing)，幾乎所有的(de)(de)(de)熔焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)方(fang)法都可(ke)(ke)用于(yu)奧氏(shi)體不銹鋼(gang)的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)，許多特種焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)方(fang)法，如(ru)電(dian)阻點焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)、縫(feng)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)、閃光(guang)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)、激光(guang)與(yu)(yu)電(dian)子(zi)束焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)、釬焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)都是(shi)(shi)可(ke)(ke)用于(yu)奧氏(shi)體不銹鋼(gang)，就根據具體的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)性(xing)(xing)與(yu)(yu)接(jie)(jie)頭使用性(xing)(xing)能(neng)的(de)(de)(de)要(yao)求，合(he)理選擇(ze)最(zui)佳的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)方(fang)法。其中焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)電(dian)弧焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)、鎢(wu)極(ji)(ji)氬弧焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)、熔化(hua)極(ji)(ji)惰性(xing)(xing)氣(qi)體保護(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)、埋弧焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)是(shi)(shi)較為經濟的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)方(fang)法。
(2) 焊材(cai)選擇
對于奧氏(shi)體不(bu)銹鋼填充金屬的(de)種類，分(fen)(fen)成(cheng)三(san)個部(bu)分(fen)(fen)，反映了AWS按焊接材料(liao)各類分(fen)(fen)別設定的(de)三(san)種標準。其中：
a. 不銹鋼焊(han)條采用(yong)美國標準AWS A5.4標準用(yong)于焊(han)條（我公司焊(han)材為GES-309，GES316L等）；
b. 不銹(xiu)鋼焊絲(si)(si)采用(yong)美國標準AWS A5.9、A5.22等標準用(yong)于實(shi)心焊絲(si)(si)和金屬粉芯焊絲(si)(si)，氣體保護(hu)藥芯焊絲(si)(si)（我公司焊材(cai)(cai)為GTS-309，GTS-316L等），所(suo)選焊絲(si)(si)可用(yong)于氬弧(hu)焊、富氬混(hun)合氣體保護(hu)焊、二氧化碳(tan)氣體保護(hu)焊及埋(mai)弧(hu)焊焊接(jie)用(yong)填充材(cai)(cai)料(liao)；
c.不銹(xiu)鋼埋(mai)弧焊主(zhu)要選用氧化(hua)性(xing)弱的中性(xing)或堿性(xing)焊劑(ji)。
(3) 高鉬鋼焊接(jie)指南(nan)
我(wo)公司在M035項目上(shang)用的(de)(de)奧(ao)氏體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹鋼有316L和(he)254SMO（ASTM A258 S31254），其中254SMO是我(wo)公司第一次焊(han)接(jie)的(de)(de)超級奧(ao)氏體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹鋼材(cai)料，由于(yu)(yu)其使用條件嚴格（用于(yu)(yu)腐蝕性環境(jing)），材(cai)料昂貴（包括母材(cai)和(he)焊(han)材(cai)），且焊(han)工不(bu)(bu)(bu)太(tai)熟(shu)悉，操作性有一定的(de)(de)難度，因(yin)此對(dui)焊(han)接(jie)時要求注意的(de)(de)重點列出用以指(zhi)導焊(han)接(jie)人員(yuan)和(he)檢驗人員(yuan)。具體(ti)內容如下：
為防焊接煙(yan)塵及Ar氣對焊接人員的傷害，焊接作(zuo)業要在通風的環(huan)境中進行；
所有的焊縫都應(ying)該略(lve)有余(yu)高，應(ying)該避免(mian)出現平的或下凹狀(zhuang)的焊縫；
焊(han)前一般不需要預熱(re)，若(ruo)環境溫(wen)度低(di)于2℃，在距離(li)焊(han)縫(feng)區300mm的范圍內應至少加熱(re)到(dao)比周圍環境溫(wen)度高10℃。
層間溫度不能大于100℃，線(xian)能量不能超過1.5KJ/mm
焊(han)件表(biao)面(mian)的金屬(shu)氧化物會導致焊(han)接缺(que)陷，因此焊(han)前對雜質的清(qing)理十分重要，通常清(qing)理范圍從(cong)焊(han)縫處向兩側各延伸50mm，清(qing)理范圍應當包括工作坡口加工的邊緣以及(ji)空心管四周和(he)管子內表(biao)面(mian)。注意(yi)：金屬(shu)絲刷并不(bu)能完(wan)全清(qing)理這些(xie)殘留物，用熱(re)水沖洗或(huo)擦洗或(huo)許是一(yi)個好方(fang)法。
焊接盡可能在(zai)1G和2F位置進行(xing)
焊接接頭(tou)設計必(bi)須使打底焊能很好的熔透，引(yin)弧點要在坡口內，沿坡口出現的電弧掃掠要打磨(mo)(mo)干凈(jing)。每(mei)一起弧與(yu)收弧處必(bi)須打磨(mo)(mo)干凈(jing)。
定(ding)位焊需要背(bei)部保護(hu)氣(qi)體，每一(yi)個接頭都必須打磨；
將焊接(jie)(jie)處不能接(jie)(jie)觸(chu)銅(tong)(tong)和黃銅(tong)(tong)（由(you)銅(tong)(tong)和鋅(xin)組成(cheng)的銅(tong)(tong)合(he)金(jin)），因為銅(tong)(tong)和鋅(xin)的加入可(ke)能導致裂紋(wen)的形(xing)成(cheng)。
二、鐵素體(ti)-奧(ao)氏體(ti)雙(shuang)相不銹(xiu)鋼的焊接
1. 鐵素體(ti)-奧氏體(ti)雙相不銹鋼的概述(shu)
鐵素(su)體(ti)(ti)-奧氏(shi)體(ti)(ti)雙相(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)名字是(shi)(shi)(shi)來(lai)自于(yu)其室溫微觀組織，其中(zhong)(zhong)(zhong)大(da)概(gai)一(yi)半是(shi)(shi)(shi)鐵素(su)體(ti)(ti)，一(yi)半是(shi)(shi)(shi)奧氏(shi)體(ti)(ti)。在(zai)20世(shi)(shi)(shi)紀(ji)30年(nian)(nian)代(dai)(dai)(dai)就知道有(you)雙相(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)，它時(shi)(shi)(shi)快(kuai)時(shi)(shi)(shi)慢的(de)(de)(de)(de)(de)開(kai)(kai)(kai)發過(guo)程明(ming)顯地受到(dao)周期(qi)性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)鎳短缺的(de)(de)(de)(de)(de)影響。直(zhi)到(dao)1982年(nian)(nian)美國《焊(han)接(jie)(jie)手(shou)冊》也沒有(you)認可雙相(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)是(shi)(shi)(shi)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)中(zhong)(zhong)(zhong)單獨的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)類。在(zai)那(nei)時(shi)(shi)(shi)《焊(han)接(jie)(jie)手(shou)冊》把較早的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)種雙相(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)-329型(xing)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)列(lie)在(zai)奧氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)中(zhong)(zhong)(zhong)。至(zhi)少有(you)一(yi)家(jia)329型(xing)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)制(zhi)造商建議(yi)不(bu)(bu)(bu)(bu)要(yao)焊(han)接(jie)(jie)這種鋼(gang)(gang)(gang)，在(zai)20世(shi)(shi)(shi)紀(ji)50年(nian)(nian)代(dai)(dai)(dai)開(kai)(kai)(kai)發的(de)(de)(de)(de)(de)鑄(zhu)造合(he)金CD4MCu焊(han)接(jie)(jie)后(hou)很(hen)脆。從上世(shi)(shi)(shi)紀(ji)80年(nian)(nian)代(dai)(dai)(dai)初(chu)這種鋼(gang)(gang)(gang)迅速(su)開(kai)(kai)(kai)發，在(zai)同一(yi)時(shi)(shi)(shi)期(qi)召(zhao)開(kai)(kai)(kai)的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)系(xi)列(lie)國際雙相(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)會議(yi)編撰的(de)(de)(de)(de)(de)文(wen)集中(zhong)(zhong)(zhong)，記(ji)錄了(le)這個開(kai)(kai)(kai)發過(guo)程。至(zhi)今(jin)這種鋼(gang)(gang)(gang)已被用于(yu)廣泛領域，主(zhu)要(yao)用于(yu)要(yao)求優(you)異(yi)耐腐蝕性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)場合(he)。在(zai)這一(yi)時(shi)(shi)(shi)期(qi)，鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)接(jie)(jie)和耐腐蝕性(xing)有(you)了(le)明(ming)顯的(de)(de)(de)(de)(de)改善，這主(zhu)要(yao)是(shi)(shi)(shi)由于(yu)認識到(dao)氮作(zuo)為一(yi)種合(he)金元素(su)可以起(qi)關鍵作(zuo)用。
雙相不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)是(shi)用(yong)(yong)在能充分(fen)(fen)發(fa)揮其優點(dian)，即優異(yi)的(de)(de)耐(nai)腐(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)和高(gao)強度(du)或者二者兼有(you)的(de)(de)應用(yong)(yong)場(chang)合(he)(he)(he)。因為(wei)它(ta)含(han)有(you)比奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)更高(gao)的(de)(de)鐵素體(ti)相成(cheng)分(fen)(fen)，所(suo)以(yi)有(you)高(gao)的(de)(de)鐵磁性(xing)、高(gao)熱傳導性(xing)和低的(de)(de)線(xian)脹系數。雙相不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)最多的(de)(de)是(shi)被選用(yong)(yong)于(yu)耐(nai)腐(fu)蝕(shi)(shi)場(chang)合(he)(he)(he)，已(yi)經在很多可(ke)能發(fa)生應力腐(fu)蝕(shi)(shi)裂紋和點(dian)蝕(shi)(shi)的(de)(de)應用(yong)(yong)環境(jing)中代替了奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)。它(ta)們在絕大多數腐(fu)蝕(shi)(shi)場(chang)合(he)(he)(he)遠(yuan)優于(yu)結構而(er)又具(ju)有(you)相當(dang)的(de)(de)強度(du)。譬如(ru)雙相不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)已(yi)廣泛用(yong)(yong)于(yu)陸地(di)和海洋(yang)中的(de)(de)油、氣管道。由于(yu)雙相不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)在相對不(bu)高(gao)的(de)(de)溫度(du)下就會形成(cheng)很多脆性(xing)析出物，所(suo)以(yi)不(bu)推(tui)薦(jian)用(yong)(yong)于(yu)超(chao)過280攝氏(shi)度(du)的(de)(de)工作場(chang)合(he)(he)(he)。它(ta)們比奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)貴，倒(dao)不(bu)是(shi)完全因為(wei)合(he)(he)(he)金元素貴，而(er)主(zhu)要是(shi)由于(yu)從鑄態到(dao)最終的(de)(de)板(ban)材、薄板(ban)、管件的(de)(de)加工費(fei)用(yong)(yong)貴。然而(er)它(ta)們提(ti)供了優異(yi)的(de)(de)而(er)腐(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)并可(ke)降低重量，在中等(deng)程度(du)侵蝕(shi)(shi)性(xing)介質中可(ke)能用(yong)(yong)來代替某(mou)些鎳基合(he)(he)(he)金，而(er)價格僅為(wei)原來的(de)(de)幾分(fen)(fen)之一。
雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)典型的(de)(de)屈(qu)服強度(du)(du)大約是425MPa，和奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)210MPa比(bi)較強度(du)(du)要高(gao)得多(duo)。因(yin)為(wei)雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)強度(du)(du)高(gao)，其硬(ying)度(du)(du)也(ye)高(gao)，所以(yi)在(zai)要求(qiu)耐腐蝕(shi)同時要求(qiu)耐磨損的(de)(de)場合，這種鋼(gang)(gang)(gang)更有優勢。與(yu)此同時，雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)具有良好的(de)(de)焊接性(xing)，與(yu)鐵(tie)素體不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)及(ji)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)相(xiang)(xiang)比(bi)，它(ta)既(ji)不(bu)(bu)像鐵(tie)素體不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)焊接熱影(ying)響區(qu)，由于晶(jing)粒(li)嚴重粗(cu)化(hua)而使塑韌(ren)性(xing)大幅(fu)度(du)(du)降低，也(ye)不(bu)(bu)像奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)那樣(yang)，對焊接熱裂紋比(bi)較敏感(gan)。當今大多(duo)數的(de)(de)雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)都是有好的(de)(de)韌(ren)度(du)(du)和延(yan)性(xing)，然(ran)而它(ta)們(men)在(zai)低溫時有韌(ren)脆(cui)轉變，所以(yi)一般(ban)不(bu)(bu)適合用于低溫。雙(shuang)(shuang) 不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)工作(zuo)溫度(du)(du)范(fan)圍一般(ban)限于-40～280攝氏(shi)(shi)度(du)(du)。
雙(shuang)相不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的線脹系數和碳鋼(gang)(gang)、低合(he)金鋼(gang)(gang)接(jie)近。由于(yu)(yu)這種相似(si)性，這種鋼(gang)(gang)也可用(yong)于(yu)(yu)需要(yao)雙(shuang)相不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)和碳鋼(gang)(gang)配合(he)使用(yong)的高壓(ya)容器類的結構。這種情況下，相對于(yu)(yu)使用(yong)奧氏體不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)，能減(jian)少(shao)由于(yu)(yu)熱膨脹不(bu)(bu)(bu)同引(yin)起的熱應力(li)(li)。然而由于(yu)(yu)雙(shuang)相不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)中析出反應在較低溫度下發生，因而它(ta)不(bu)(bu)(bu)適宜用(yong)于(yu)(yu)需要(yao)進(jin)行消除應力(li)(li)熱處理(li)（焊后熱處理(li)）的場合(he)。
2. 雙相不銹鋼的化學(xue)成分及組織特(te)點
a. 化學成分
目前，國際上普遍采(cai)用的(de)鐵素(su)體(ti)-奧氏體(ti)雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼可為Cr18型(xing)(xing)、Cr23型(xing)(xing)、Cr22型(xing)(xing)、Cr25型(xing)(xing)四類(lei)。對(dui)于(yu)Cr25型(xing)(xing)雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼，也(ye)有普通雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼和(he)超級雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼之分，當點蝕指數PREN（PREN=w(Cr)+ 3.3w(Mo)+16 w(N)）>40時(shi)，稱為超級雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼，
我國列入國家的鐵素體(ti)-奧氏體(ti)雙(shuang)相不銹鋼主要有(you)Cr18與Cr25兩(liang)大類型。另外一些與國外典型材料相類似的鋼種也有(you)生(sheng)產和應用。
b. 組(zu)織特(te)點
雙相不(bu)銹(xiu)鋼以單(dan)相δ鐵(tie)素體凝固結晶，當繼(ji)續冷卻(que)時，發生(sheng)δ→γ相變，隨著溫度的降低，δ→γ相變不(bu)斷進(jin)行。在平(ping)衡(heng)條件下(xia)或者(zhe)非快速(su)冷卻(que)的情況(kuang)下(xia)，部(bu)分δ鐵(tie)素體將保留到室溫，因此，室溫下(xia)的組織為(wei)δ→γ雙相組織。
3. 雙相不銹鋼(gang)的(de)焊接特點(dian)
焊接過程(cheng)是一個(ge)快速(su)加(jia)熱(re)(re)(re)與快速(su)冷卻的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)循(xun)環過程(cheng)。在加(jia)熱(re)(re)(re)過程(cheng)中，當(dang)熱(re)(re)(re)影響區(qu)的(de)(de)(de)溫(wen)度超過雙(shuang)相(xiang)不銹(xiu)鋼的(de)(de)(de)固溶處理(li)溫(wen)度，在1150~1400℃的(de)(de)(de)高溫(wen)狀態下，晶(jing)粒將發(fa)生(sheng)長(chang)大(da)，而且發(fa)生(sheng)γ→δ相(xiang)變(bian)，γ相(xiang)明顯減少(shao)，δ相(xiang)增(zeng)(zeng)多。一些(xie)鋼的(de)(de)(de)高溫(wen)近縫區(qu)會出(chu)現(xian)晶(jing)粒較粗(cu)大(da)的(de)(de)(de)δ鐵素體(ti)(ti)組織(zhi)。如果(guo)焊后的(de)(de)(de)冷卻速(su)度較快，將抑制(zhi)δ→γ的(de)(de)(de)二(er)次相(xiang)變(bian)，使(shi)熱(re)(re)(re)影響區(qu)的(de)(de)(de)相(xiang)比例失調，當(dang)δ鐵素體(ti)(ti)大(da)于70%時，二(er)次轉變(bian)的(de)(de)(de)γ奧氏體(ti)(ti)也變(bian)成(cheng)針狀和羽(yu)毛狀，具有魏氏組織(zhi)特征，導致力學性能(neng)和耐腐蝕性能(neng)惡化。當(dang)焊后冷卻速(su)度較慢(man)時，則δ→γ的(de)(de)(de)二(er)次相(xiang)變(bian)比較充分(fen)，室溫(wen)下為相(xiang)比例較為合適的(de)(de)(de)雙(shuang)相(xiang)組織(zhi)。因此(ci)，為防止熱(re)(re)(re)影響區(qu)的(de)(de)(de)快速(su)冷卻，使(shi)δ→γ二(er)次相(xiang)變(bian)較為充分(fen)，保證(zheng)較合理(li)的(de)(de)(de)相(xiang)比例，足夠的(de)(de)(de)焊接熱(re)(re)(re)輸入是必要的(de)(de)(de)。隨著母(mu)材厚度的(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)加(jia)，焊接熱(re)(re)(re)輸入應適當(dang)提高。
對于(yu)雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼焊(han)縫(feng)(feng)(feng)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)，仍以單(dan)相(xiang)δ鐵素(su)體凝(ning)固結晶，并隨溫度的(de)(de)(de)降低(di)發生δ→γ組織(zhi)轉(zhuan)變(bian)。但(dan)由(you)于(yu)其熔化-凝(ning)固-冷卻相(xiang)變(bian)是一個速(su)度較快的(de)(de)(de)不(bu)平衡過(guo)程，因(yin)此，焊(han)縫(feng)(feng)(feng)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)冷卻過(guo)程中(zhong)的(de)(de)(de)δ→γ組織(zhi)轉(zhuan)變(bian)必(bi)然是不(bu)平衡的(de)(de)(de)。當(dang)焊(han)縫(feng)(feng)(feng)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)(de)化學成分(fen)與母(mu)材(cai)成分(fen)相(xiang)同，或者母(mu)材(cai)自(zi)熔時，焊(han)縫(feng)(feng)(feng)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)中(zhong)的(de)(de)(de)δ相(xiang)將偏高(gao)，而γ相(xiang)偏低(di)。為了保(bao)證焊(han)縫(feng)(feng)(feng)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)中(zhong)有足(zu)夠的(de)(de)(de)γ相(xiang)，應提(ti)高(gao)焊(han)縫(feng)(feng)(feng)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)化學成分(fen)的(de)(de)(de)Ni當(dang)量，通常的(de)(de)(de)方(fang)法是提(ti)高(gao)奧氏體化元素(su)（Ni、N）的(de)(de)(de)含量，因(yin)此就出現了焊(han)縫(feng)(feng)(feng)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)(de)超合金(jin)(jin)(jin)(jin)化的(de)(de)(de)特點(dian)。
雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)銹鋼具(ju)有(you)良好(hao)的(de)(de)焊接(jie)(jie)性，盡管其(qi)凝固(gu)結晶(jing)為單相(xiang)(xiang)鐵素(su)體，但(dan)(dan)在(zai)一般的(de)(de)拘束(shu)條件(jian)下，焊縫金屬的(de)(de)熱裂紋敏(min)感(gan)性很小，當雙(shuang)相(xiang)(xiang)組織的(de)(de)比例適(shi)當時，其(qi)冷裂紋敏(min)感(gan)性也較低。但(dan)(dan)應(ying)注(zhu)意，雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)銹鋼中(zhong)畢竟具(ju)有(you)較高(gao)的(de)(de)鐵素(su)體，當拘束(shu)度較大及(ji)焊縫金屬含氫(qing)量較高(gao)時，還(huan)存在(zai)焊接(jie)(jie)氫(qing)致裂紋的(de)(de)危險(xian)。因此(ci)，在(zai)焊接(jie)(jie)材料選擇與(yu)焊接(jie)(jie)過(guo)程中(zhong)應(ying)控(kong)制氫(qing)的(de)(de)來源。
另請(qing)注意：雙相(xiang)鋼(gang)(gang)與雙相(xiang)不銹鋼(gang)(gang)定義不同，雙相(xiang)鋼(gang)(gang)是指由低(di)碳鋼(gang)(gang)或低(di)合金高強度鋼(gang)(gang)經(jing)臨界處理(li)或控制(zhi)軋制(zhi)而得到的(de)主(zhu)要(yao)由鐵素體(ti)和馬(ma)氏體(ti)所組成的(de)鋼(gang)(gang)。
4. 焊(han)接(jie)工藝方法與焊(han)接(jie)材料
a. 焊接工藝(yi)方法
到目(mu)前為止，焊(han)(han)(han)(han)條電弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)、鎢極氬弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)、熔(rong)化極氣體(ti)保(bao)護焊(han)(han)(han)(han)（采用(yong)(yong)實(shi)心(xin)焊(han)(han)(han)(han)絲或藥芯焊(han)(han)(han)(han)絲）、甚(shen)至埋弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)都可用(yong)(yong)于(yu)鐵素體(ti)-奧氏(shi)體(ti)雙(shuang)相不銹鋼的(de)焊(han)(han)(han)(han)接。
b. 焊(han)接工藝(yi)方法選(xuan)擇及坡口形式與尺寸
根據管(guan)、板厚度(du)及相應(ying)的焊接工藝方法(fa)選擇及坡口尺(chi)寸(cun)。
c. 雙相(xiang)不(bu)銹鋼鋼焊接(jie)指南(nan)
我公司(si)在(zai)M021項目上用的(de)雙(shuang)相(xiang)不銹鋼(gang)為ASTM A790 S32750和S32760，且此(ci)二者皆(jie)為超級雙(shuang)相(xiang)不銹鋼(gang)，所(suo)選(xuan)焊(han)接(jie)方法為GTAW，所(suo)選(xuan)焊(han)絲(si)為SANDVIK 25.10.4.L。焊(han)接(jie)時(shi)的(de)注意與焊(han)接(jie)超級奧(ao)氏(shi)體(ti)類似，但層間(jian)溫(wen)度可控制為150攝氏(shi)度以下(xia)。
d. 不(bu)銹鋼焊接材料(liao)品牌
到目前為止，焊(han)(han)條(tiao)電弧焊(han)(han)、鎢極(ji)氬弧焊(han)(han)、已經在(zai)(zai)我公司進(jin)行使(shi)用，現在(zai)(zai)正在(zai)(zai)使(shi)用的焊(han)(han)材如(ru)下表(biao)：
