許多焊接方法都可用于不銹(xiu)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(gang)的焊接(jie)
1. 奧氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)的概述
奧(ao)(ao)(ao)氏體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼代表了(le)整個不(bu)(bu)銹鋼系(xi)(xi)列(lie)中最(zui)大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)個類(lei)(lei)別(bie)，生產的(de)(de)(de)(de)(de)(de)噸位高于其他(ta)任何一(yi)種(zhong)類(lei)(lei)別(bie)。它(ta)們(men)在絕大(da)多數環境中具(ju)有(you)良(liang)好的(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)腐(fu)蝕(shi)性。奧(ao)(ao)(ao)氏體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼具(ju)有(you)和(he)低碳(tan)(tan)鋼相當的(de)(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)，室溫(wen)時最(zui)低屈服強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)約為210MPa（30ksi），然(ran)而(er)不(bu)(bu)能(neng)相變(bian)(bian)強(qiang)(qiang)化(hua)。由于這類(lei)(lei)鋼低溫(wen)沖擊韌度(du)(du)(du)(du)好而(er)可(ke)用(yong)于低溫(wen)工作環境。其高溫(wen)工作溫(wen)度(du)(du)(du)(du)可(ke)達760℃或者更(geng)高，但是(shi)大(da)部分(fen)鋼在這么高的(de)(de)(de)(de)(de)(de)溫(wen)度(du)(du)(du)(du)下(xia)強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)和(he)抗(kang)氧化(hua)能(neng)力是(shi)有(you)限(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。奧(ao)(ao)(ao)氏體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼可(ke)以(yi)通過(guo)冷作硬化(hua)而(er)有(you)效地強(qiang)(qiang)化(hua)。它(ta)們(men)經常用(yong)于要(yao)求有(you)很耐(nai)大(da)氣腐(fu)蝕(shi)或耐(nai)高溫(wen)腐(fu)蝕(shi)能(neng)力的(de)(de)(de)(de)(de)(de)工作場合。只(zhi)要(yao)按(an)照正確(que)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)工藝規范施焊，這類(lei)(lei)鋼都是(shi)可(ke)以(yi)焊接的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。在這類(lei)(lei)鋼中添加大(da)量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)奧(ao)(ao)(ao)氏體(ti)(ti)形(xing)成(cheng)元素(su)，特別(bie)是(shi)鎳（一(yi)般w（Cr）=8%），其他(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)奧(ao)(ao)(ao)氏體(ti)(ti)形(xing)成(cheng)元素(su)是(shi)C、N和(he)Cu。碳(tan)(tan)和(he)氮(dan)是(shi)強(qiang)(qiang)奧(ao)(ao)(ao)氏體(ti)(ti)形(xing)成(cheng)元素(su)，這可(ke)以(yi)從(cong)鎳當量公式中各(ge)(ge)系(xi)(xi)數值可(ke)看出：Nieq=Ni+35C+20N+0.25Cu，加碳(tan)(tan)是(shi)為了(le)改(gai)進高溫(wen)強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)（蠕變(bian)(bian)強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)）。在某些鋼中加入氮(dan)主要(yao)是(shi)為了(le)改(gai)進室溫(wen)強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)和(he)低溫(wen)強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)，有(you)時可(ke)以(yi)提高一(yi)倍多，用(yong)氮(dan)強(qiang)(qiang)化(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鋼經常在它(ta)們(men)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)AISI 300系(xi)(xi)列(lie)型號(hao)后面標(biao)注一(yi)個后綴N，如(ru)304LN。AISI 200系(xi)(xi)列(lie)（如(ru)201）也是(shi)氮(dan)強(qiang)(qiang)化(hua)鋼，經常使用(yong)各(ge)(ge)種(zhong)商(shang)業名稱，例如(ru)：Nitronic.
奧氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)一般具(ju)有(you)較好的韌(ren)度和(he)延性(xing)(xing)，在拉伸加(jia)載(zai)時顯示出很高(gao)的斷后伸長率。由于鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中(zhong)合(he)金含量較高(gao)，所以(yi)比(bi)馬氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)、低鉻(ge)和(he)中(zhong)鉻(ge)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)要貴。盡管(guan)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)本身價(jia)格高(gao)，但提供了突出的工(gong)程(cheng)制(zhi)造方面的優點，特(te)別是(shi)良好成形性(xing)(xing)和(he)焊接(jie)性(xing)(xing)，因(yin)而和(he)其(qi)他(ta)類(lei)的不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)比(bi)較，經常(chang)降(jiang)低了總的成本。奧氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)雖然(ran)有(you)很多種類(lei)，但300系列是(shi)最老的也是(shi)應(ying)用最廣的。這類(lei)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)大(da)部分是(shi)在18Cr-8Ni系的基礎(chu)上加(jia)入合(he)金元素(su)或者(zhe)是(shi)進行變(bian)質，而得(de)到獨特(te)的性(xing)(xing)能或者(zhe)使性(xing)(xing)能更完備。
304型(xing)(xing)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)是(shi)這個系列鋼(gang)(gang)的基礎，加上304L代表(biao)了最(zui)常選用(yong)(yong)(yong)的奧(ao)氏體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)。在316型(xing)(xing)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)中用(yong)(yong)(yong)質量分(fen)數大約2%的仩(shang)替代等量的鉻(ge)以改(gai)善耐點蝕能力(li)。在穩(wen)定化(hua)(hua)的321和347鋼(gang)(gang)中分(fen)別少量的鈦和鈮，它們和碳(tan)(tan)結合(he)以減少由于(yu)析出富(fu)鉻(ge)碳(tan)(tan)化(hua)(hua)物而引起的晶(jing)間(jian)腐蝕。在上世(shi)紀60年代普遍使用(yong)(yong)(yong)L類鋼(gang)(gang)，這是(shi)由于(yu)利用(yong)(yong)(yong)AOD（氬-氧脫(tuo)碳(tan)(tan)）方法熔煉，降(jiang)低了標準型(xing)(xing)（非低碳(tan)(tan)鋼(gang)(gang)）和低碳(tan)(tan)型(xing)(xing)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)之(zhi)間(jian)的價格差別。這類低碳(tan)(tan)型(xing)(xing)號不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)（304L，316L）已(yi)經(jing)廣泛用(yong)(yong)(yong)于(yu)受(shou)到晶(jing)間(jian)侵蝕和晶(jing)間(jian)應力(li)腐蝕的工作場(chang)合(he)。
如ASTM A312中(zhong)(zhong)，最廣泛使用(yong)的(de)鋼(gang)(gang)(gang)材(cai)304、316、321和347以及它(ta)們的(de)變種(zhong)(zhong)鋼(gang)(gang)(gang)都是18-8類(lei)(lei)型，含有的(de)名(ming)義成分(fen)(fen)（質(zhi)量(liang)(liang)分(fen)(fen)數(shu)）是18%鉻和8%鎳。L類(lei)(lei)鋼(gang)(gang)(gang)代(dai)表低碳(tan)類(lei)(lei)的(de)變種(zhong)(zhong)鋼(gang)(gang)(gang)，其(qi)名(ming)義碳(tan)的(de)質(zhi)量(liang)(liang)分(fen)(fen)數(shu)是0.03%。這類(lei)(lei)鋼(gang)(gang)(gang)提高(gao)了在(zai)腐蝕(shi)環境中(zhong)(zhong)對晶間侵蝕(shi)的(de)耐力。H類(lei)(lei)鋼(gang)(gang)(gang)碳(tan)的(de)質(zhi)量(liang)(liang)分(fen)(fen)數(shu)接近(jin)于0.1%，其(qi)高(gao)溫強度(du)比標(biao)準鋼(gang)(gang)(gang)及L類(lei)(lei)鋼(gang)(gang)(gang)高(gao)，因而(er)用(yong)于高(gao)溫場合。N類(lei)(lei)鋼(gang)(gang)(gang)是在(zai)300系列鋼(gang)(gang)(gang)中(zhong)(zhong)有意加入質(zhi)量(liang)(liang)分(fen)(fen)數(shu)高(gao)達0.20%的(de)氮(dan)(dan)（300N，316N）碳(tan)在(zai)含錳(meng)的(de)鋼(gang)(gang)(gang)里氮(dan)(dan)的(de)加入量(liang)(liang)更高(gao)（錳(meng)增加氮(dan)(dan)在(zai)奧氏(shi)體(ti)相中(zhong)(zhong)的(de)溶解度(du)）。較高(gao)的(de)氮(dan)(dan)含量(liang)(liang)可以增加奧氏(shi)體(ti)不銹鋼(gang)(gang)(gang)的(de)強度(du)、抗磨損和耐點蝕(shi)能力。
含有鈦(tai)和鈮(ni)的(de)(de)鋼如321和347型稱為穩定化鋼，因為加入(ru)這兩種元素穩定了碳(tan)，阻止其(qi)(qi)生成M23C6型鉻的(de)(de)碳(tan)化物(wu)(wu)。由于鈦(tai)和鈮(ni)的(de)(de)加入(ru)量(liang)達到1.0%（質量(liang)分數）時可以有效地(di)減(jian)少(shao)基本中的(de)(de)碳(tan)含量(liang)使(shi)富鉻碳(tan)化物(wu)(wu)的(de)(de)析出很(hen)困難，這就降低了敏(min)化的(de)(de)可能性，而敏(min)化會導致(zhi)在奧氏體(ti)鋼中產生晶間腐蝕(shi)。還有很(hen)多其(qi)(qi)他鋼種，包括(kuo)超(chao)級奧氏體(ti)不銹(xiu)鋼。由于 這些鋼種獨特的(de)(de)性能及對其(qi)(qi)焊接性的(de)(de)特殊考慮。
2. 奧氏體不銹鋼焊接(jie)方法(fa)與焊接(jie)材料的選擇(ze)
（1）焊接方(fang)法
奧氏體體不銹鋼具(ju)有(you)優良的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)性(xing)，幾(ji)乎所有(you)的(de)(de)熔(rong)焊(han)(han)方(fang)法(fa)都可用于奧氏體不銹鋼的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)，許多特種焊(han)(han)接(jie)方(fang)法(fa)，如(ru)電(dian)阻點焊(han)(han)、縫焊(han)(han)、閃光(guang)焊(han)(han)、激光(guang)與(yu)電(dian)子(zi)束(shu)焊(han)(han)、釬焊(han)(han)都是(shi)可用于奧氏體不銹鋼，就根據具(ju)體的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)性(xing)與(yu)接(jie)頭使(shi)用性(xing)能的(de)(de)要求，合理(li)選擇最佳的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)方(fang)法(fa)。其中焊(han)(han)條電(dian)弧(hu)焊(han)(han)、鎢(wu)極氬弧(hu)焊(han)(han)、熔(rong)化(hua)極惰性(xing)氣(qi)體保護焊(han)(han)、埋(mai)弧(hu)焊(han)(han)是(shi)較為(wei)經濟的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)方(fang)法(fa)。
(2) 焊材選擇
對于奧氏體(ti)不銹鋼填充金屬的種類，分成(cheng)三個部分，反(fan)映了AWS按(an)焊接材料各類分別設定的三種標(biao)準。其中(zhong)：
a. 不銹(xiu)鋼(gang)焊條采用(yong)美國標準AWS A5.4標準用(yong)于焊條（我公司(si)焊材為GES-309，GES316L等）；
b. 不(bu)銹鋼焊(han)(han)絲(si)采用(yong)美國(guo)標準AWS A5.9、A5.22等標準用(yong)于實心焊(han)(han)絲(si)和金(jin)屬粉(fen)芯焊(han)(han)絲(si)，氣體保(bao)護藥芯焊(han)(han)絲(si)（我公司焊(han)(han)材(cai)為GTS-309，GTS-316L等），所選焊(han)(han)絲(si)可用(yong)于氬弧焊(han)(han)、富氬混合(he)氣體保(bao)護焊(han)(han)、二(er)氧(yang)化碳(tan)氣體保(bao)護焊(han)(han)及埋弧焊(han)(han)焊(han)(han)接用(yong)填充材(cai)料；
c.不銹鋼埋(mai)弧焊主(zhu)要選用(yong)氧化性(xing)(xing)弱的中(zhong)性(xing)(xing)或(huo)堿性(xing)(xing)焊劑。
(3) 高鉬鋼焊接指南
我公司在M035項目上用的(de)奧氏體不(bu)銹鋼有316L和(he)254SMO（ASTM A258 S31254），其中254SMO是我公司第(di)一次焊(han)接(jie)的(de)超級奧氏體不(bu)銹鋼材料(liao)(liao)，由于其使用條(tiao)件嚴格(ge)（用于腐蝕性環境），材料(liao)(liao)昂(ang)貴（包括母材和(he)焊(han)材），且(qie)焊(han)工(gong)不(bu)太(tai)熟(shu)悉，操作性有一定(ding)的(de)難(nan)度，因此對焊(han)接(jie)時(shi)要求注意的(de)重點列出用以(yi)指導(dao)焊(han)接(jie)人(ren)員(yuan)和(he)檢驗人(ren)員(yuan)。具體內(nei)容如下：
為防焊接(jie)煙塵(chen)及Ar氣對焊接(jie)人員的傷害，焊接(jie)作業(ye)要在通風的環境中進行；
所有的焊縫(feng)都應該(gai)略有余高，應該(gai)避免(mian)出現平的或下凹狀的焊縫(feng)；
焊(han)前(qian)一般不(bu)需(xu)要預熱，若環境溫度低于2℃，在距離焊(han)縫區300mm的范(fan)圍內應(ying)至少加熱到比周圍環境溫度高(gao)10℃。
層間溫度不能(neng)大于100℃，線(xian)能(neng)量不能(neng)超過1.5KJ/mm
焊(han)件表面的金(jin)屬氧化(hua)物會導致(zhi)焊(han)接缺陷，因此焊(han)前對雜(za)質的清理十分(fen)重要(yao)，通常清理范圍(wei)從焊(han)縫(feng)處向(xiang)兩側(ce)各延伸50mm，清理范圍(wei)應當包(bao)括工作坡口加(jia)工的邊緣以及空心(xin)管(guan)四周和管(guan)子內(nei)表面。注(zhu)意：金(jin)屬絲刷并不能完全清理這些殘(can)留(liu)物，用(yong)熱水沖洗或(huo)(huo)擦洗或(huo)(huo)許是(shi)一個好方法。
焊(han)接盡可能(neng)在1G和2F位(wei)置進行
焊接接頭設計(ji)必須(xu)(xu)使(shi)打(da)(da)底焊能(neng)很(hen)好的熔透，引弧(hu)點要在坡(po)口內，沿坡(po)口出現的電弧(hu)掃掠要打(da)(da)磨(mo)(mo)干凈(jing)。每一起弧(hu)與收弧(hu)處(chu)必須(xu)(xu)打(da)(da)磨(mo)(mo)干凈(jing)。
定(ding)位焊需(xu)要背部保護氣體，每一個(ge)接頭(tou)都必(bi)須打磨；
將焊接(jie)處不能(neng)接(jie)觸銅和(he)黃銅（由銅和(he)鋅組(zu)成的銅合金），因為銅和(he)鋅的加入可能(neng)導(dao)致裂紋的形(xing)成。
二、鐵素體-奧氏(shi)體雙相不(bu)銹鋼的焊接
1. 鐵素體(ti)-奧氏體(ti)雙相不銹(xiu)鋼的概述
鐵素(su)(su)體-奧氏體雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)名(ming)字(zi)是(shi)來自于(yu)其室溫微觀組織(zhi)，其中(zhong)大概一(yi)(yi)(yi)(yi)半是(shi)鐵素(su)(su)體，一(yi)(yi)(yi)(yi)半是(shi)奧氏體。在(zai)(zai)20世(shi)紀30年代就(jiu)知道有(you)雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)，它(ta)時快時慢(man)的(de)(de)(de)(de)開(kai)發過程明顯地受到(dao)(dao)周期性的(de)(de)(de)(de)鎳短缺的(de)(de)(de)(de)影響。直到(dao)(dao)1982年美國《焊(han)接(jie)(jie)手冊》也沒有(you)認可雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)是(shi)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)中(zhong)單獨(du)的(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)(yi)(yi)類。在(zai)(zai)那時《焊(han)接(jie)(jie)手冊》把較早的(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)(yi)(yi)種(zhong)(zhong)雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)-329型不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)列(lie)在(zai)(zai)奧氏體不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)中(zhong)。至(zhi)少有(you)一(yi)(yi)(yi)(yi)家329型不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)制(zhi)造商(shang)建議(yi)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)要焊(han)接(jie)(jie)這(zhe)(zhe)(zhe)種(zhong)(zhong)鋼(gang)(gang)，在(zai)(zai)20世(shi)紀50年代開(kai)發的(de)(de)(de)(de)鑄造合金(jin)(jin)CD4MCu焊(han)接(jie)(jie)后很脆。從上世(shi)紀80年代初這(zhe)(zhe)(zhe)種(zhong)(zhong)鋼(gang)(gang)迅速開(kai)發，在(zai)(zai)同(tong)一(yi)(yi)(yi)(yi)時期召開(kai)的(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)(yi)(yi)系(xi)列(lie)國際雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)會議(yi)編撰的(de)(de)(de)(de)文集中(zhong)，記錄了(le)這(zhe)(zhe)(zhe)個開(kai)發過程。至(zhi)今這(zhe)(zhe)(zhe)種(zhong)(zhong)鋼(gang)(gang)已被(bei)用(yong)于(yu)廣泛領域(yu)，主(zhu)要用(yong)于(yu)要求優異耐(nai)腐蝕性的(de)(de)(de)(de)場(chang)合。在(zai)(zai)這(zhe)(zhe)(zhe)一(yi)(yi)(yi)(yi)時期，鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)焊(han)接(jie)(jie)和(he)耐(nai)腐蝕性有(you)了(le)明顯的(de)(de)(de)(de)改善，這(zhe)(zhe)(zhe)主(zhu)要是(shi)由于(yu)認識(shi)到(dao)(dao)氮作為一(yi)(yi)(yi)(yi)種(zhong)(zhong)合金(jin)(jin)元素(su)(su)可以起關(guan)鍵作用(yong)。
雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)是(shi)(shi)用在(zai)能充分發(fa)(fa)揮其優(you)點(dian)，即優(you)異(yi)的(de)耐腐蝕(shi)(shi)(shi)性和(he)高(gao)(gao)強度(du)或者二(er)者兼有的(de)應(ying)用場合(he)(he)。因(yin)為它(ta)(ta)含有比奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)更高(gao)(gao)的(de)鐵素體相(xiang)成分，所以(yi)有高(gao)(gao)的(de)鐵磁性、高(gao)(gao)熱傳導性和(he)低(di)的(de)線脹系數(shu)。雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)最(zui)(zui)多的(de)是(shi)(shi)被選用于(yu)(yu)耐腐蝕(shi)(shi)(shi)場合(he)(he)，已經在(zai)很(hen)(hen)多可(ke)(ke)能發(fa)(fa)生應(ying)力(li)腐蝕(shi)(shi)(shi)裂紋和(he)點(dian)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)應(ying)用環境中(zhong)代(dai)(dai)替(ti)了(le)奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)。它(ta)(ta)們(men)在(zai)絕大多數(shu)腐蝕(shi)(shi)(shi)場合(he)(he)遠優(you)于(yu)(yu)結(jie)構而(er)又具有相(xiang)當的(de)強度(du)。譬如雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)已廣泛用于(yu)(yu)陸地和(he)海洋中(zhong)的(de)油、氣管道。由(you)于(yu)(yu)雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)在(zai)相(xiang)對(dui)不(bu)高(gao)(gao)的(de)溫度(du)下就會形(xing)成很(hen)(hen)多脆性析出物，所以(yi)不(bu)推(tui)薦用于(yu)(yu)超過(guo)280攝氏度(du)的(de)工作(zuo)場合(he)(he)。它(ta)(ta)們(men)比奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)貴，倒不(bu)是(shi)(shi)完全(quan)因(yin)為合(he)(he)金(jin)元素貴，而(er)主要(yao)是(shi)(shi)由(you)于(yu)(yu)從(cong)鑄態到(dao)最(zui)(zui)終的(de)板(ban)材(cai)、薄板(ban)、管件的(de)加工費用貴。然而(er)它(ta)(ta)們(men)提供了(le)優(you)異(yi)的(de)而(er)腐蝕(shi)(shi)(shi)性并可(ke)(ke)降低(di)重量，在(zai)中(zhong)等程度(du)侵(qin)蝕(shi)(shi)(shi)性介質中(zhong)可(ke)(ke)能用來代(dai)(dai)替(ti)某些鎳基合(he)(he)金(jin)，而(er)價(jia)格(ge)僅為原(yuan)來的(de)幾分之一。
雙(shuang)相不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)典(dian)型的(de)屈服(fu)強(qiang)度(du)(du)(du)大(da)約是425MPa，和奧氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)210MPa比較強(qiang)度(du)(du)(du)要高(gao)得多。因為雙(shuang)相不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)強(qiang)度(du)(du)(du)高(gao)，其硬度(du)(du)(du)也高(gao)，所以在(zai)要求(qiu)耐腐蝕同時要求(qiu)耐磨損的(de)場合，這種(zhong)鋼(gang)(gang)更有(you)優(you)勢。與此同時，雙(shuang)相不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)具有(you)良好的(de)焊(han)(han)接(jie)性(xing)，與鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)及奧氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)相比，它既不(bu)(bu)像(xiang)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)焊(han)(han)接(jie)熱影(ying)響區，由于晶(jing)粒(li)嚴重粗化而使塑韌(ren)性(xing)大(da)幅度(du)(du)(du)降低，也不(bu)(bu)像(xiang)奧氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)那(nei)樣，對焊(han)(han)接(jie)熱裂紋比較敏感。當今(jin)大(da)多數的(de)雙(shuang)相不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)都是有(you)好的(de)韌(ren)度(du)(du)(du)和延性(xing)，然而它們在(zai)低溫(wen)時有(you)韌(ren)脆轉變，所以一般不(bu)(bu)適(shi)合用于低溫(wen)。雙(shuang) 不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)工作溫(wen)度(du)(du)(du)范圍一般限于-40～280攝氏(shi)度(du)(du)(du)。
雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的線脹(zhang)系數和(he)碳鋼(gang)(gang)、低合(he)金鋼(gang)(gang)接近。由于這種相(xiang)似性，這種鋼(gang)(gang)也可用(yong)于需要雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)和(he)碳鋼(gang)(gang)配合(he)使用(yong)的高壓容器類的結構。這種情況下(xia)，相(xiang)對(dui)于使用(yong)奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)，能減少由于熱(re)膨(peng)脹(zhang)不(bu)同引起(qi)的熱(re)應力(li)。然而由于雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)中析(xi)出反(fan)應在較低溫度下(xia)發(fa)生(sheng)，因而它不(bu)適(shi)宜(yi)用(yong)于需要進行消除應力(li)熱(re)處理（焊后熱(re)處理）的場合(he)。
2. 雙相不銹鋼的(de)化學(xue)成分及組織特點
a. 化學成分
目前，國際(ji)上普遍采用的(de)鐵素(su)體-奧氏體雙(shuang)相(xiang)(xiang)不銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)可為(wei)Cr18型(xing)(xing)、Cr23型(xing)(xing)、Cr22型(xing)(xing)、Cr25型(xing)(xing)四類。對(dui)于Cr25型(xing)(xing)雙(shuang)相(xiang)(xiang)不銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)，也有普通雙(shuang)相(xiang)(xiang)不銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)和(he)超級雙(shuang)相(xiang)(xiang)不銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)之分，當點蝕指數(shu)PREN（PREN=w(Cr)+ 3.3w(Mo)+16 w(N)）>40時，稱為(wei)超級雙(shuang)相(xiang)(xiang)不銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)，
我國列入國家的鐵素體-奧氏(shi)體雙相不(bu)銹鋼主要有Cr18與(yu)Cr25兩(liang)大類(lei)型。另外一些與(yu)國外典(dian)型材料相類(lei)似的鋼種也(ye)有生產和應用。
b. 組織特點
雙相(xiang)(xiang)不銹鋼以單(dan)相(xiang)(xiang)δ鐵素體(ti)凝固結晶，當繼續冷(leng)卻時，發生δ→γ相(xiang)(xiang)變(bian)，隨著溫(wen)度的(de)(de)降低(di)，δ→γ相(xiang)(xiang)變(bian)不斷進行。在平衡條件下(xia)或者非快速冷(leng)卻的(de)(de)情況下(xia)，部分δ鐵素體(ti)將保留到室(shi)溫(wen)，因此，室(shi)溫(wen)下(xia)的(de)(de)組(zu)織(zhi)為(wei)δ→γ雙相(xiang)(xiang)組(zu)織(zhi)。
3. 雙相(xiang)不銹鋼的(de)焊接(jie)特點
焊(han)接(jie)過程(cheng)(cheng)是(shi)一個快(kuai)速加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)與(yu)快(kuai)速冷卻的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)循環過程(cheng)(cheng)。在加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)過程(cheng)(cheng)中，當熱(re)(re)(re)影響(xiang)(xiang)區(qu)(qu)的(de)(de)(de)溫(wen)(wen)(wen)度超過雙相(xiang)不銹鋼(gang)的(de)(de)(de)固溶處理溫(wen)(wen)(wen)度，在1150~1400℃的(de)(de)(de)高溫(wen)(wen)(wen)狀(zhuang)態(tai)下，晶(jing)粒將(jiang)(jiang)發(fa)生長大，而且發(fa)生γ→δ相(xiang)變，γ相(xiang)明(ming)顯減(jian)少，δ相(xiang)增多。一些(xie)鋼(gang)的(de)(de)(de)高溫(wen)(wen)(wen)近縫區(qu)(qu)會出現晶(jing)粒較(jiao)(jiao)粗大的(de)(de)(de)δ鐵(tie)素體組織(zhi)。如果焊(han)后的(de)(de)(de)冷卻速度較(jiao)(jiao)快(kuai)，將(jiang)(jiang)抑制(zhi)δ→γ的(de)(de)(de)二次相(xiang)變，使熱(re)(re)(re)影響(xiang)(xiang)區(qu)(qu)的(de)(de)(de)相(xiang)比(bi)(bi)例失(shi)調，當δ鐵(tie)素體大于70%時，二次轉變的(de)(de)(de)γ奧氏體也變成針狀(zhuang)和羽毛(mao)狀(zhuang)，具有(you)魏氏組織(zhi)特征，導致(zhi)力學(xue)性(xing)能和耐腐蝕性(xing)能惡(e)化。當焊(han)后冷卻速度較(jiao)(jiao)慢時，則δ→γ的(de)(de)(de)二次相(xiang)變比(bi)(bi)較(jiao)(jiao)充(chong)分(fen)，室(shi)溫(wen)(wen)(wen)下為相(xiang)比(bi)(bi)例較(jiao)(jiao)為合適的(de)(de)(de)雙相(xiang)組織(zhi)。因此，為防止熱(re)(re)(re)影響(xiang)(xiang)區(qu)(qu)的(de)(de)(de)快(kuai)速冷卻，使δ→γ二次相(xiang)變較(jiao)(jiao)為充(chong)分(fen)，保(bao)證較(jiao)(jiao)合理的(de)(de)(de)相(xiang)比(bi)(bi)例，足夠的(de)(de)(de)焊(han)接(jie)熱(re)(re)(re)輸入(ru)是(shi)必(bi)要的(de)(de)(de)。隨(sui)著(zhu)母(mu)材厚度的(de)(de)(de)增加(jia)(jia)，焊(han)接(jie)熱(re)(re)(re)輸入(ru)應(ying)適當提高。
對于雙相(xiang)(xiang)不銹(xiu)鋼焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)，仍(reng)以單(dan)相(xiang)(xiang)δ鐵(tie)素體凝固(gu)結晶，并隨溫度(du)的(de)降(jiang)低發生(sheng)δ→γ組織(zhi)轉(zhuan)變(bian)。但由于其熔(rong)化(hua)-凝固(gu)-冷(leng)(leng)卻相(xiang)(xiang)變(bian)是(shi)一個速度(du)較快的(de)不平衡過(guo)(guo)程(cheng)，因(yin)此，焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)冷(leng)(leng)卻過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)的(de)δ→γ組織(zhi)轉(zhuan)變(bian)必然是(shi)不平衡的(de)。當焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)的(de)化(hua)學(xue)成(cheng)分與母材(cai)成(cheng)分相(xiang)(xiang)同，或(huo)者母材(cai)自熔(rong)時(shi)，焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)中(zhong)的(de)δ相(xiang)(xiang)將偏(pian)高，而γ相(xiang)(xiang)偏(pian)低。為了保證(zheng)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)中(zhong)有足夠的(de)γ相(xiang)(xiang)，應提高焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)化(hua)學(xue)成(cheng)分的(de)Ni當量，通常的(de)方法是(shi)提高奧氏體化(hua)元(yuan)素（Ni、N）的(de)含量，因(yin)此就出現(xian)了焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)的(de)超合(he)金(jin)(jin)(jin)化(hua)的(de)特點。
雙相(xiang)不銹鋼(gang)具有(you)良好的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)性(xing)，盡管其(qi)凝(ning)固結晶(jing)為單相(xiang)鐵素體，但在(zai)一般(ban)的(de)(de)(de)拘束條件下，焊(han)(han)(han)縫(feng)金(jin)屬的(de)(de)(de)熱裂(lie)紋敏感(gan)性(xing)很小，當雙相(xiang)組織的(de)(de)(de)比(bi)例適當時(shi)，其(qi)冷裂(lie)紋敏感(gan)性(xing)也較低。但應(ying)(ying)注(zhu)意(yi)，雙相(xiang)不銹鋼(gang)中畢竟具有(you)較高的(de)(de)(de)鐵素體，當拘束度較大及焊(han)(han)(han)縫(feng)金(jin)屬含氫量較高時(shi)，還存(cun)在(zai)焊(han)(han)(han)接(jie)氫致裂(lie)紋的(de)(de)(de)危(wei)險。因此，在(zai)焊(han)(han)(han)接(jie)材(cai)料選(xuan)擇與焊(han)(han)(han)接(jie)過程中應(ying)(ying)控制氫的(de)(de)(de)來源。
另(ling)請注意：雙(shuang)相鋼(gang)與雙(shuang)相不銹鋼(gang)定義不同，雙(shuang)相鋼(gang)是指(zhi)由(you)低碳鋼(gang)或低合(he)金高強度(du)鋼(gang)經臨界(jie)處理或控制(zhi)(zhi)軋制(zhi)(zhi)而得到的主(zhu)要由(you)鐵素體和馬氏體所組成的鋼(gang)。
4. 焊(han)接工藝方法與焊(han)接材(cai)料
a. 焊接工藝方(fang)法
到目前為(wei)止，焊(han)(han)條電弧(hu)(hu)焊(han)(han)、鎢極氬(ya)弧(hu)(hu)焊(han)(han)、熔化極氣(qi)體保護焊(han)(han)（采用實心焊(han)(han)絲(si)或藥芯(xin)焊(han)(han)絲(si)）、甚至埋弧(hu)(hu)焊(han)(han)都可用于(yu)鐵素體-奧氏(shi)體雙相不銹鋼的焊(han)(han)接。
b. 焊接工藝方法(fa)選擇及坡口形(xing)式(shi)與尺寸(cun)
根據管、板(ban)厚度及(ji)相應的焊接(jie)工藝方法選擇(ze)及(ji)坡口尺寸。
c. 雙相不(bu)銹鋼鋼焊接指南
我公司在M021項目上用的雙相(xiang)不銹鋼為(wei)ASTM A790 S32750和S32760，且此二(er)者皆為(wei)超級雙相(xiang)不銹鋼，所選焊(han)接(jie)方法為(wei)GTAW，所選焊(han)絲(si)為(wei)SANDVIK 25.10.4.L。焊(han)接(jie)時的注意(yi)與焊(han)接(jie)超級奧氏體類似，但層間溫(wen)度可(ke)控制為(wei)150攝氏度以(yi)下。
d. 不(bu)銹鋼(gang)焊接材料品牌
到目前為止，焊(han)(han)條電(dian)弧焊(han)(han)、鎢極(ji)氬弧焊(han)(han)、已經在(zai)我公司進行(xing)使(shi)用(yong)，現在(zai)正在(zai)使(shi)用(yong)的(de)焊(han)(han)材如下表：
