許多焊接方法都可用于不(bu)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(ao)氏體不銹鋼(gang)的焊(han)接(jie)
1. 奧(ao)氏體不銹鋼的概述
奧氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)代(dai)表了(le)整個不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)系(xi)(xi)列(lie)中(zhong)最大(da)(da)的(de)(de)(de)一個類(lei)(lei)別，生產的(de)(de)(de)噸(dun)位高于其他任何一種類(lei)(lei)別。它(ta)們在(zai)(zai)(zai)絕(jue)大(da)(da)多數環(huan)境(jing)中(zhong)具有(you)良好(hao)的(de)(de)(de)耐腐蝕(shi)(shi)性(xing)。奧氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)具有(you)和低(di)碳(tan)鋼(gang)相當(dang)的(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)，室溫(wen)(wen)時最低(di)屈服強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)約為210MPa（30ksi），然而不(bu)(bu)(bu)能相變強(qiang)(qiang)(qiang)化(hua)。由于這類(lei)(lei)鋼(gang)低(di)溫(wen)(wen)沖(chong)擊韌度(du)(du)(du)好(hao)而可(ke)(ke)用于低(di)溫(wen)(wen)工(gong)作環(huan)境(jing)。其高溫(wen)(wen)工(gong)作溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)可(ke)(ke)達(da)760℃或(huo)者更高，但(dan)是(shi)(shi)大(da)(da)部分鋼(gang)在(zai)(zai)(zai)這么高的(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)下強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)和抗氧(yang)化(hua)能力是(shi)(shi)有(you)限的(de)(de)(de)。奧氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)可(ke)(ke)以(yi)通過冷作硬化(hua)而有(you)效地強(qiang)(qiang)(qiang)化(hua)。它(ta)們經(jing)(jing)常(chang)(chang)用于要(yao)(yao)求有(you)很耐大(da)(da)氣腐蝕(shi)(shi)或(huo)耐高溫(wen)(wen)腐蝕(shi)(shi)能力的(de)(de)(de)工(gong)作場合。只要(yao)(yao)按照正確的(de)(de)(de)工(gong)藝規范施焊，這類(lei)(lei)鋼(gang)都是(shi)(shi)可(ke)(ke)以(yi)焊接的(de)(de)(de)。在(zai)(zai)(zai)這類(lei)(lei)鋼(gang)中(zhong)添(tian)加(jia)(jia)大(da)(da)量的(de)(de)(de)奧氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)形成元素，特(te)別是(shi)(shi)鎳（一般w（Cr）=8%），其他的(de)(de)(de)奧氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)形成元素是(shi)(shi)C、N和Cu。碳(tan)和氮(dan)是(shi)(shi)強(qiang)(qiang)(qiang)奧氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)形成元素，這可(ke)(ke)以(yi)從鎳當(dang)量公式中(zhong)各(ge)系(xi)(xi)數值(zhi)可(ke)(ke)看出：Nieq=Ni+35C+20N+0.25Cu，加(jia)(jia)碳(tan)是(shi)(shi)為了(le)改進高溫(wen)(wen)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)（蠕(ru)變強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)）。在(zai)(zai)(zai)某些(xie)鋼(gang)中(zhong)加(jia)(jia)入氮(dan)主要(yao)(yao)是(shi)(shi)為了(le)改進室溫(wen)(wen)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)和低(di)溫(wen)(wen)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)，有(you)時可(ke)(ke)以(yi)提高一倍多，用氮(dan)強(qiang)(qiang)(qiang)化(hua)的(de)(de)(de)鋼(gang)經(jing)(jing)常(chang)(chang)在(zai)(zai)(zai)它(ta)們的(de)(de)(de)AISI 300系(xi)(xi)列(lie)型(xing)號后面標注(zhu)一個后綴N，如304LN。AISI 200系(xi)(xi)列(lie)（如201）也是(shi)(shi)氮(dan)強(qiang)(qiang)(qiang)化(hua)鋼(gang)，經(jing)(jing)常(chang)(chang)使用各(ge)種商業名稱，例如：Nitronic.
奧氏(shi)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)一般具有(you)較好(hao)的(de)(de)(de)韌度和(he)延性(xing)，在(zai)拉伸加載時顯示出很高的(de)(de)(de)斷后伸長率。由于鋼(gang)中(zhong)合(he)金(jin)含量(liang)較高，所以比馬氏(shi)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)、低鉻和(he)中(zhong)鉻鐵(tie)素體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)要貴。盡(jin)管鋼(gang)本身價格高，但提供了(le)突(tu)出的(de)(de)(de)工(gong)程制造方(fang)面的(de)(de)(de)優點(dian)，特別是(shi)良好(hao)成形性(xing)和(he)焊(han)接性(xing)，因而和(he)其他類(lei)的(de)(de)(de)不銹(xiu)鋼(gang)比較，經常降低了(le)總的(de)(de)(de)成本。奧氏(shi)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)雖然有(you)很多種類(lei)，但300系(xi)列是(shi)最老(lao)的(de)(de)(de)也是(shi)應用最廣的(de)(de)(de)。這(zhe)類(lei)鋼(gang)大(da)部(bu)分是(shi)在(zai)18Cr-8Ni系(xi)的(de)(de)(de)基礎(chu)上加入合(he)金(jin)元素或(huo)者是(shi)進行(xing)變質(zhi)，而得(de)到獨特的(de)(de)(de)性(xing)能或(huo)者使性(xing)能更完備。
304型不銹鋼(gang)是(shi)這個系列鋼(gang)的(de)(de)基礎，加上304L代(dai)表了最(zui)常選(xuan)用(yong)(yong)的(de)(de)奧氏(shi)體(ti)不銹鋼(gang)。在316型不銹鋼(gang)中(zhong)用(yong)(yong)質量(liang)(liang)分數大約(yue)2%的(de)(de)仩替代(dai)等量(liang)(liang)的(de)(de)鉻(ge)以改(gai)善耐點蝕(shi)能力。在穩(wen)定化的(de)(de)321和(he)347鋼(gang)中(zhong)分別(bie)少量(liang)(liang)的(de)(de)鈦和(he)鈮，它(ta)們(men)和(he)碳(tan)(tan)(tan)結合以減少由(you)于(yu)析出(chu)富鉻(ge)碳(tan)(tan)(tan)化物而引起的(de)(de)晶(jing)間(jian)腐蝕(shi)。在上世紀60年(nian)代(dai)普遍使用(yong)(yong)L類(lei)鋼(gang)，這是(shi)由(you)于(yu)利用(yong)(yong)AOD（氬-氧脫碳(tan)(tan)(tan)）方(fang)法熔煉，降低了標準型（非低碳(tan)(tan)(tan)鋼(gang)）和(he)低碳(tan)(tan)(tan)型不銹鋼(gang)之間(jian)的(de)(de)價(jia)格(ge)差別(bie)。這類(lei)低碳(tan)(tan)(tan)型號不銹鋼(gang)（304L，316L）已經廣泛(fan)用(yong)(yong)于(yu)受到晶(jing)間(jian)侵蝕(shi)和(he)晶(jing)間(jian)應力腐蝕(shi)的(de)(de)工作場合。
如(ru)ASTM A312中(zhong)(zhong)(zhong)，最廣泛使用的(de)(de)(de)鋼(gang)材304、316、321和(he)347以及(ji)它們的(de)(de)(de)變(bian)種(zhong)鋼(gang)都是(shi)(shi)(shi)18-8類(lei)(lei)型，含(han)有(you)的(de)(de)(de)名(ming)義成(cheng)分(fen)（質(zhi)量(liang)分(fen)數(shu)）是(shi)(shi)(shi)18%鉻和(he)8%鎳(nie)。L類(lei)(lei)鋼(gang)代表低碳類(lei)(lei)的(de)(de)(de)變(bian)種(zhong)鋼(gang)，其名(ming)義碳的(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)分(fen)數(shu)是(shi)(shi)(shi)0.03%。這類(lei)(lei)鋼(gang)提高了在(zai)腐(fu)蝕環境中(zhong)(zhong)(zhong)對晶(jing)間侵(qin)蝕的(de)(de)(de)耐力。H類(lei)(lei)鋼(gang)碳的(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)分(fen)數(shu)接近于0.1%，其高溫強度比(bi)標準鋼(gang)及(ji)L類(lei)(lei)鋼(gang)高，因而用于高溫場合(he)。N類(lei)(lei)鋼(gang)是(shi)(shi)(shi)在(zai)300系(xi)列鋼(gang)中(zhong)(zhong)(zhong)有(you)意加入質(zhi)量(liang)分(fen)數(shu)高達0.20%的(de)(de)(de)氮（300N，316N）碳在(zai)含(han)錳的(de)(de)(de)鋼(gang)里氮的(de)(de)(de)加入量(liang)更(geng)高（錳增(zeng)加氮在(zai)奧氏體相中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)溶解度）。較(jiao)高的(de)(de)(de)氮含(han)量(liang)可以增(zeng)加奧氏體不銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)強度、抗磨損和(he)耐點(dian)蝕能力。
含有鈦和(he)鈮的(de)鋼(gang)(gang)如321和(he)347型稱為穩(wen)定化(hua)鋼(gang)(gang)，因為加入這兩種元素穩(wen)定了碳(tan)，阻止其(qi)(qi)生成M23C6型鉻的(de)碳(tan)化(hua)物(wu)。由于鈦和(he)鈮的(de)加入量(liang)(liang)達(da)到1.0%（質(zhi)量(liang)(liang)分數）時可以有效地減少基本中(zhong)的(de)碳(tan)含量(liang)(liang)使(shi)富鉻碳(tan)化(hua)物(wu)的(de)析出很困難，這就(jiu)降低了敏(min)化(hua)的(de)可能性，而敏(min)化(hua)會導致(zhi)在(zai)奧(ao)(ao)氏體(ti)鋼(gang)(gang)中(zhong)產生晶間(jian)腐蝕(shi)。還有很多其(qi)(qi)他鋼(gang)(gang)種，包(bao)括超(chao)級奧(ao)(ao)氏體(ti)不銹鋼(gang)(gang)。由于 這些(xie)鋼(gang)(gang)種獨特的(de)性能及對(dui)其(qi)(qi)焊接性的(de)特殊考(kao)慮。
2. 奧氏體(ti)不銹鋼焊接(jie)方法與焊接(jie)材料(liao)的選擇
（1）焊接方(fang)法
奧氏體體不銹鋼具有優(you)良(liang)的(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)性(xing)，幾(ji)乎所有的(de)熔(rong)焊(han)(han)(han)(han)方(fang)法都(dou)可(ke)用于(yu)奧氏體不銹鋼的(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)，許(xu)多特種焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)方(fang)法，如電阻點焊(han)(han)(han)(han)、縫焊(han)(han)(han)(han)、閃光焊(han)(han)(han)(han)、激光與(yu)電子束(shu)焊(han)(han)(han)(han)、釬焊(han)(han)(han)(han)都(dou)是(shi)可(ke)用于(yu)奧氏體不銹鋼，就根(gen)據具體的(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)性(xing)與(yu)接(jie)(jie)(jie)頭使用性(xing)能的(de)要求，合(he)理選擇最佳的(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)方(fang)法。其(qi)中焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)電弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)、鎢(wu)極(ji)(ji)氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)、熔(rong)化(hua)極(ji)(ji)惰性(xing)氣體保護焊(han)(han)(han)(han)、埋(mai)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)是(shi)較為經濟的(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)方(fang)法。
(2) 焊材選擇
對于奧氏體(ti)不銹鋼填充金屬的種(zhong)類，分成三個(ge)部分，反映了AWS按焊接材料各類分別(bie)設定的三種(zhong)標準(zhun)。其中：
a. 不銹(xiu)鋼焊(han)條采用美(mei)國標(biao)準AWS A5.4標(biao)準用于焊(han)條（我(wo)公司焊(han)材為GES-309，GES316L等）；
b. 不(bu)銹鋼焊(han)絲(si)采用美(mei)國標(biao)準AWS A5.9、A5.22等(deng)標(biao)準用于實心焊(han)絲(si)和(he)金屬粉(fen)芯(xin)焊(han)絲(si)，氣(qi)體保護藥芯(xin)焊(han)絲(si)（我公司焊(han)材為GTS-309，GTS-316L等(deng)），所(suo)選焊(han)絲(si)可(ke)用于氬(ya)弧焊(han)、富(fu)氬(ya)混合氣(qi)體保護焊(han)、二氧化碳氣(qi)體保護焊(han)及埋弧焊(han)焊(han)接用填充材料；
c.不銹鋼埋弧焊主要(yao)選(xuan)用氧化性弱的中性或堿性焊劑。
(3) 高鉬鋼焊(han)接指南
我公(gong)(gong)司(si)在M035項目(mu)上(shang)用(yong)(yong)(yong)的(de)奧(ao)(ao)氏體(ti)不銹(xiu)鋼有316L和254SMO（ASTM A258 S31254），其中254SMO是我公(gong)(gong)司(si)第一次焊(han)接(jie)的(de)超級奧(ao)(ao)氏體(ti)不銹(xiu)鋼材(cai)料，由于其使用(yong)(yong)(yong)條件嚴格（用(yong)(yong)(yong)于腐蝕性環境），材(cai)料昂貴（包括母材(cai)和焊(han)材(cai)），且焊(han)工不太熟悉，操(cao)作性有一定的(de)難度，因此對焊(han)接(jie)時(shi)要(yao)求(qiu)注意的(de)重點列出用(yong)(yong)(yong)以指(zhi)導焊(han)接(jie)人(ren)員和檢(jian)驗人(ren)員。具(ju)體(ti)內(nei)容(rong)如下：
為防焊(han)(han)接(jie)煙塵及Ar氣對焊(han)(han)接(jie)人員的傷(shang)害，焊(han)(han)接(jie)作(zuo)業(ye)要在(zai)通風的環境(jing)中進(jin)行(xing)；
所有的焊縫都應(ying)該(gai)略有余高，應(ying)該(gai)避免出(chu)現平的或下凹狀的焊縫；
焊前一般不(bu)需要(yao)預熱，若環境(jing)溫度(du)低于2℃，在距離焊縫(feng)區300mm的范圍內應至少加熱到比周圍環境(jing)溫度(du)高10℃。
層間溫度不能大于100℃，線(xian)能量不能超(chao)過1.5KJ/mm
焊(han)件表(biao)面的金(jin)(jin)屬氧化物會導致焊(han)接缺陷，因(yin)此焊(han)前對(dui)雜質(zhi)的清(qing)理(li)十分重(zhong)要，通常(chang)清(qing)理(li)范圍(wei)從焊(han)縫處向(xiang)兩側(ce)各延伸50mm，清(qing)理(li)范圍(wei)應當包括工作坡(po)口(kou)加(jia)工的邊緣以(yi)及空心管(guan)四周和管(guan)子內表(biao)面。注意：金(jin)(jin)屬絲刷并不(bu)能(neng)完全清(qing)理(li)這些殘留物，用熱水沖洗或擦洗或許是一個好(hao)方法。
焊(han)接盡(jin)可能在1G和2F位置進行
焊接接頭(tou)設(she)計(ji)必(bi)須(xu)使打底焊能很好的(de)熔(rong)透，引(yin)弧點(dian)要在坡口內，沿坡口出(chu)現的(de)電(dian)弧掃掠要打磨(mo)干凈(jing)。每(mei)一起弧與收弧處必(bi)須(xu)打磨(mo)干凈(jing)。
定位焊需要背(bei)部保護氣體，每一個接頭都必須(xu)打磨(mo)；
將焊接處不能接觸銅和(he)黃(huang)銅（由銅和(he)鋅組成(cheng)的銅合金），因為銅和(he)鋅的加入可能導致裂紋的形(xing)成(cheng)。
二、鐵素體(ti)-奧氏體(ti)雙相不銹鋼(gang)的焊接(jie)
1. 鐵素(su)體-奧氏(shi)體雙相不銹鋼(gang)的概(gai)述
鐵(tie)素(su)體(ti)-奧氏(shi)體(ti)雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)名字是(shi)來自于其(qi)室溫微觀組織，其(qi)中(zhong)大概一半(ban)是(shi)鐵(tie)素(su)體(ti)，一半(ban)是(shi)奧氏(shi)體(ti)。在20世紀(ji)(ji)30年代就知道有(you)(you)雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)，它時(shi)(shi)快時(shi)(shi)慢的(de)(de)(de)開(kai)發過(guo)程明顯地受到周期(qi)性(xing)的(de)(de)(de)鎳短缺的(de)(de)(de)影響。直到1982年美(mei)國《焊接(jie)手(shou)冊》也沒有(you)(you)認可雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)是(shi)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)中(zhong)單獨的(de)(de)(de)一類(lei)。在那時(shi)(shi)《焊接(jie)手(shou)冊》把(ba)較早的(de)(de)(de)一種雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)-329型不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)列在奧氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)中(zhong)。至(zhi)少有(you)(you)一家329型不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)制造商建議不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)要焊接(jie)這種鋼(gang)(gang)(gang)，在20世紀(ji)(ji)50年代開(kai)發的(de)(de)(de)鑄(zhu)造合金CD4MCu焊接(jie)后很脆。從上世紀(ji)(ji)80年代初(chu)這種鋼(gang)(gang)(gang)迅速開(kai)發，在同一時(shi)(shi)期(qi)召開(kai)的(de)(de)(de)一系(xi)列國際(ji)雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)會議編撰(zhuan)的(de)(de)(de)文集中(zhong)，記(ji)錄了這個開(kai)發過(guo)程。至(zhi)今這種鋼(gang)(gang)(gang)已被用于廣泛(fan)領域，主(zhu)要用于要求優異耐腐蝕(shi)性(xing)的(de)(de)(de)場合。在這一時(shi)(shi)期(qi)，鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)焊接(jie)和耐腐蝕(shi)性(xing)有(you)(you)了明顯的(de)(de)(de)改善，這主(zhu)要是(shi)由于認識到氮(dan)作(zuo)為一種合金元素(su)可以起關(guan)鍵(jian)作(zuo)用。
雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)是用(yong)(yong)(yong)在(zai)(zai)(zai)能充分(fen)發揮其優點，即優異(yi)的(de)(de)(de)(de)耐腐蝕(shi)(shi)性和高強(qiang)度(du)(du)或者二者兼有(you)的(de)(de)(de)(de)應用(yong)(yong)(yong)場合(he)(he)。因(yin)為它(ta)(ta)含有(you)比奧氏體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)更(geng)高的(de)(de)(de)(de)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)相(xiang)成分(fen)，所以有(you)高的(de)(de)(de)(de)鐵(tie)磁(ci)性、高熱傳導性和低的(de)(de)(de)(de)線脹(zhang)系數。雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)最(zui)多的(de)(de)(de)(de)是被選用(yong)(yong)(yong)于耐腐蝕(shi)(shi)場合(he)(he)，已經在(zai)(zai)(zai)很(hen)多可(ke)能發生(sheng)應力腐蝕(shi)(shi)裂紋和點蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)應用(yong)(yong)(yong)環(huan)境中代替(ti)(ti)了奧氏體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)。它(ta)(ta)們在(zai)(zai)(zai)絕大多數腐蝕(shi)(shi)場合(he)(he)遠優于結構而又具(ju)有(you)相(xiang)當的(de)(de)(de)(de)強(qiang)度(du)(du)。譬如雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)已廣泛用(yong)(yong)(yong)于陸地和海(hai)洋中的(de)(de)(de)(de)油、氣管(guan)道。由(you)于雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)在(zai)(zai)(zai)相(xiang)對不(bu)高的(de)(de)(de)(de)溫度(du)(du)下就會形成很(hen)多脆性析出物(wu)，所以不(bu)推薦用(yong)(yong)(yong)于超過280攝氏度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)工作場合(he)(he)。它(ta)(ta)們比奧氏體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)貴，倒不(bu)是完全因(yin)為合(he)(he)金元素(su)(su)貴，而主要(yao)是由(you)于從(cong)鑄態到最(zui)終的(de)(de)(de)(de)板(ban)材、薄板(ban)、管(guan)件(jian)的(de)(de)(de)(de)加工費用(yong)(yong)(yong)貴。然而它(ta)(ta)們提供(gong)了優異(yi)的(de)(de)(de)(de)而腐蝕(shi)(shi)性并可(ke)降低重量，在(zai)(zai)(zai)中等(deng)程度(du)(du)侵蝕(shi)(shi)性介質中可(ke)能用(yong)(yong)(yong)來代替(ti)(ti)某些鎳基合(he)(he)金，而價格(ge)僅(jin)為原(yuan)來的(de)(de)(de)(de)幾分(fen)之一。
雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)典(dian)型的(de)屈服強度(du)大(da)約是(shi)(shi)425MPa，和奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)210MPa比(bi)較強度(du)要(yao)高得多(duo)。因為雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)強度(du)高，其硬度(du)也(ye)高，所(suo)以在(zai)要(yao)求耐腐蝕同時(shi)要(yao)求耐磨損的(de)場合(he)(he)，這種鋼(gang)更有(you)(you)(you)優勢。與此同時(shi)，雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)具有(you)(you)(you)良好(hao)的(de)焊(han)接性，與鐵(tie)素體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)及(ji)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)相(xiang)(xiang)(xiang)比(bi)，它既不(bu)(bu)(bu)(bu)像(xiang)鐵(tie)素體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)焊(han)接熱(re)影響區，由于晶粒嚴重(zhong)粗化(hua)而(er)使(shi)塑韌性大(da)幅度(du)降低，也(ye)不(bu)(bu)(bu)(bu)像(xiang)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)那樣，對焊(han)接熱(re)裂紋比(bi)較敏感。當今大(da)多(duo)數的(de)雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)都是(shi)(shi)有(you)(you)(you)好(hao)的(de)韌度(du)和延(yan)性，然而(er)它們在(zai)低溫時(shi)有(you)(you)(you)韌脆轉(zhuan)變，所(suo)以一(yi)般不(bu)(bu)(bu)(bu)適合(he)(he)用于低溫。雙(shuang) 不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)工(gong)作溫度(du)范圍(wei)一(yi)般限于-40～280攝氏(shi)度(du)。
雙相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)的線(xian)脹系數和碳鋼(gang)(gang)、低合金鋼(gang)(gang)接(jie)近。由(you)(you)于這種(zhong)相(xiang)(xiang)似性，這種(zhong)鋼(gang)(gang)也(ye)可用(yong)于需要雙相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)和碳鋼(gang)(gang)配合使用(yong)的高壓(ya)容器類的結(jie)構。這種(zhong)情況下，相(xiang)(xiang)對于使用(yong)奧氏體不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)，能減少由(you)(you)于熱(re)(re)膨(peng)脹不(bu)(bu)同引起(qi)的熱(re)(re)應力(li)。然而由(you)(you)于雙相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)中析出反應在(zai)較低溫(wen)度下發(fa)生(sheng)，因而它不(bu)(bu)適宜用(yong)于需要進(jin)行消除應力(li)熱(re)(re)處理(li)（焊后熱(re)(re)處理(li)）的場合。
2. 雙相不銹鋼的(de)化學(xue)成分及組織特(te)點
a. 化學成分(fen)
目前，國(guo)際上普遍采用(yong)的鐵素體(ti)-奧氏體(ti)雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹鋼(gang)可(ke)為(wei)Cr18型、Cr23型、Cr22型、Cr25型四類。對(dui)于Cr25型雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹鋼(gang)，也有普通(tong)雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹鋼(gang)和超級雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹鋼(gang)之分，當點(dian)蝕(shi)指數PREN（PREN=w(Cr)+ 3.3w(Mo)+16 w(N)）>40時，稱為(wei)超級雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹鋼(gang)，
我國列入國家的鐵素體-奧氏體雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)主要有Cr18與(yu)Cr25兩(liang)大(da)類型。另外一些與(yu)國外典型材料相(xiang)類似的鋼(gang)種也(ye)有生產(chan)和(he)應用。
b. 組織(zhi)特點(dian)
雙相(xiang)不銹(xiu)鋼以單(dan)相(xiang)δ鐵素體凝固結晶，當(dang)繼續冷卻時，發生δ→γ相(xiang)變(bian)，隨著溫度(du)的(de)降低，δ→γ相(xiang)變(bian)不斷進(jin)行。在(zai)平衡條件下(xia)或者非快速冷卻的(de)情況(kuang)下(xia)，部(bu)分δ鐵素體將(jiang)保留到室溫，因此，室溫下(xia)的(de)組(zu)織(zhi)為δ→γ雙相(xiang)組(zu)織(zhi)。
3. 雙相(xiang)不銹鋼的焊接特點
焊接過(guo)程是一(yi)個(ge)快(kuai)速加(jia)熱(re)與快(kuai)速冷卻(que)(que)的熱(re)循環(huan)過(guo)程。在加(jia)熱(re)過(guo)程中，當(dang)(dang)(dang)熱(re)影響區(qu)(qu)的溫(wen)(wen)度超過(guo)雙相(xiang)(xiang)(xiang)不銹鋼的固溶(rong)處理溫(wen)(wen)度，在1150~1400℃的高(gao)溫(wen)(wen)狀態下(xia)，晶粒將(jiang)發生(sheng)長大，而且(qie)發生(sheng)γ→δ相(xiang)(xiang)(xiang)變(bian)(bian)，γ相(xiang)(xiang)(xiang)明顯減少，δ相(xiang)(xiang)(xiang)增多(duo)。一(yi)些(xie)鋼的高(gao)溫(wen)(wen)近縫區(qu)(qu)會出現晶粒較(jiao)(jiao)粗大的δ鐵(tie)素體(ti)組織。如(ru)果(guo)焊后的冷卻(que)(que)速度較(jiao)(jiao)快(kuai)，將(jiang)抑(yi)制(zhi)δ→γ的二次(ci)相(xiang)(xiang)(xiang)變(bian)(bian)，使熱(re)影響區(qu)(qu)的相(xiang)(xiang)(xiang)比例失調(diao)，當(dang)(dang)(dang)δ鐵(tie)素體(ti)大于70%時(shi)，二次(ci)轉(zhuan)變(bian)(bian)的γ奧氏(shi)體(ti)也(ye)變(bian)(bian)成針狀和羽(yu)毛狀，具有魏氏(shi)組織特征(zheng)，導致力學性能和耐腐蝕性能惡化。當(dang)(dang)(dang)焊后冷卻(que)(que)速度較(jiao)(jiao)慢時(shi)，則δ→γ的二次(ci)相(xiang)(xiang)(xiang)變(bian)(bian)比較(jiao)(jiao)充分(fen)，室溫(wen)(wen)下(xia)為(wei)(wei)相(xiang)(xiang)(xiang)比例較(jiao)(jiao)為(wei)(wei)合(he)適(shi)(shi)的雙相(xiang)(xiang)(xiang)組織。因此，為(wei)(wei)防止熱(re)影響區(qu)(qu)的快(kuai)速冷卻(que)(que)，使δ→γ二次(ci)相(xiang)(xiang)(xiang)變(bian)(bian)較(jiao)(jiao)為(wei)(wei)充分(fen)，保證較(jiao)(jiao)合(he)理的相(xiang)(xiang)(xiang)比例，足(zu)夠的焊接熱(re)輸(shu)入(ru)是必(bi)要的。隨著(zhu)母材厚度的增加(jia)，焊接熱(re)輸(shu)入(ru)應適(shi)(shi)當(dang)(dang)(dang)提高(gao)。
對于(yu)雙相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹鋼焊(han)縫(feng)(feng)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)，仍以單相(xiang)(xiang)δ鐵素(su)體(ti)凝固結晶(jing)，并隨溫度的(de)(de)降(jiang)低發生δ→γ組織(zhi)轉變。但由于(yu)其熔化(hua)(hua)-凝固-冷(leng)卻(que)相(xiang)(xiang)變是一個速(su)度較快的(de)(de)不(bu)(bu)平衡過(guo)程(cheng)，因此(ci)，焊(han)縫(feng)(feng)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)冷(leng)卻(que)過(guo)程(cheng)中的(de)(de)δ→γ組織(zhi)轉變必然(ran)是不(bu)(bu)平衡的(de)(de)。當(dang)焊(han)縫(feng)(feng)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)的(de)(de)化(hua)(hua)學成(cheng)分與(yu)母(mu)材成(cheng)分相(xiang)(xiang)同(tong)，或者母(mu)材自熔時(shi)，焊(han)縫(feng)(feng)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)中的(de)(de)δ相(xiang)(xiang)將偏(pian)高(gao)，而γ相(xiang)(xiang)偏(pian)低。為了保證焊(han)縫(feng)(feng)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)中有(you)足夠的(de)(de)γ相(xiang)(xiang)，應提(ti)(ti)高(gao)焊(han)縫(feng)(feng)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)化(hua)(hua)學成(cheng)分的(de)(de)Ni當(dang)量(liang)，通(tong)常的(de)(de)方法(fa)是提(ti)(ti)高(gao)奧氏(shi)體(ti)化(hua)(hua)元素(su)（Ni、N）的(de)(de)含(han)量(liang)，因此(ci)就(jiu)出現(xian)了焊(han)縫(feng)(feng)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)的(de)(de)超(chao)合(he)金(jin)化(hua)(hua)的(de)(de)特點。
雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)不銹鋼具(ju)有良好的(de)焊(han)(han)接(jie)性(xing)，盡管其凝固結晶為(wei)單相(xiang)鐵(tie)素體(ti)，但在(zai)一般的(de)拘(ju)束(shu)條件下(xia)，焊(han)(han)縫(feng)金屬(shu)(shu)的(de)熱裂紋敏(min)感性(xing)很小，當(dang)雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)組(zu)織的(de)比例適當(dang)時，其冷裂紋敏(min)感性(xing)也較低(di)。但應注意(yi)，雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)不銹鋼中畢竟具(ju)有較高的(de)鐵(tie)素體(ti)，當(dang)拘(ju)束(shu)度較大(da)及焊(han)(han)縫(feng)金屬(shu)(shu)含氫量較高時，還存在(zai)焊(han)(han)接(jie)氫致裂紋的(de)危險(xian)。因此，在(zai)焊(han)(han)接(jie)材料選擇與焊(han)(han)接(jie)過(guo)程中應控制氫的(de)來源。
另請注意(yi)：雙相鋼與雙相不(bu)銹鋼定(ding)義不(bu)同，雙相鋼是指(zhi)由低碳鋼或(huo)低合金高(gao)強度鋼經臨界(jie)處理或(huo)控制(zhi)軋制(zhi)而得到的主要由鐵素體和馬氏體所(suo)組成的鋼。
4. 焊(han)接工藝方法與(yu)焊(han)接材料
a. 焊(han)接工藝(yi)方(fang)法
到目(mu)前為止，焊(han)(han)(han)條電弧焊(han)(han)(han)、鎢極氬弧焊(han)(han)(han)、熔化(hua)極氣(qi)體(ti)(ti)保護焊(han)(han)(han)（采用實心焊(han)(han)(han)絲或藥芯焊(han)(han)(han)絲）、甚(shen)至埋弧焊(han)(han)(han)都可用于鐵素體(ti)(ti)-奧氏體(ti)(ti)雙(shuang)相不銹(xiu)鋼的焊(han)(han)(han)接。
b. 焊接工藝方法(fa)選擇及(ji)坡口形式與尺寸
根據管、板厚度(du)及相應的焊接工(gong)藝方法選擇及坡口尺(chi)寸(cun)。
c. 雙相(xiang)不銹鋼鋼焊接指南(nan)
我公司在M021項目上用的雙相不銹鋼為ASTM A790 S32750和S32760，且(qie)此二者皆為超級雙相不銹鋼，所(suo)選(xuan)焊(han)接方法為GTAW，所(suo)選(xuan)焊(han)絲為SANDVIK 25.10.4.L。焊(han)接時的注意與焊(han)接超級奧(ao)氏體(ti)類似，但層間溫度可控制為150攝氏度以(yi)下。
d. 不(bu)銹鋼(gang)焊(han)接材料品牌
到目(mu)前(qian)為止，焊條(tiao)電弧焊、鎢極氬弧焊、已經在我公司進行使(shi)用(yong)，現在正(zheng)在使(shi)用(yong)的焊材(cai)如下表：
