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(ao)氏體不銹鋼的焊(han)接
1. 奧(ao)氏體不銹鋼的概述
奧氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)代表了整個不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)系列(lie)中(zhong)最大(da)的(de)一個類(lei)(lei)別(bie)，生產的(de)噸位高(gao)于(yu)(yu)其他任(ren)何一種(zhong)類(lei)(lei)別(bie)。它(ta)們(men)在絕大(da)多(duo)數環(huan)(huan)境中(zhong)具有良好的(de)耐(nai)腐(fu)蝕(shi)(shi)性。奧氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)具有和(he)低(di)(di)碳(tan)鋼(gang)(gang)(gang)相(xiang)當(dang)的(de)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)，室溫(wen)(wen)時最低(di)(di)屈服強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)約為(wei)210MPa（30ksi），然(ran)而(er)不(bu)能相(xiang)變強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)化(hua)。由于(yu)(yu)這(zhe)類(lei)(lei)鋼(gang)(gang)(gang)低(di)(di)溫(wen)(wen)沖(chong)擊韌度(du)好而(er)可(ke)(ke)用(yong)(yong)于(yu)(yu)低(di)(di)溫(wen)(wen)工(gong)作環(huan)(huan)境。其高(gao)溫(wen)(wen)工(gong)作溫(wen)(wen)度(du)可(ke)(ke)達(da)760℃或者更(geng)高(gao)，但是(shi)(shi)(shi)(shi)大(da)部分鋼(gang)(gang)(gang)在這(zhe)么高(gao)的(de)溫(wen)(wen)度(du)下強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)和(he)抗氧化(hua)能力是(shi)(shi)(shi)(shi)有限的(de)。奧氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)可(ke)(ke)以(yi)通過冷作硬化(hua)而(er)有效地強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)化(hua)。它(ta)們(men)經(jing)常(chang)用(yong)(yong)于(yu)(yu)要(yao)(yao)求有很耐(nai)大(da)氣腐(fu)蝕(shi)(shi)或耐(nai)高(gao)溫(wen)(wen)腐(fu)蝕(shi)(shi)能力的(de)工(gong)作場合。只要(yao)(yao)按照(zhao)正(zheng)確的(de)工(gong)藝規(gui)范(fan)施焊(han)，這(zhe)類(lei)(lei)鋼(gang)(gang)(gang)都(dou)是(shi)(shi)(shi)(shi)可(ke)(ke)以(yi)焊(han)接(jie)的(de)。在這(zhe)類(lei)(lei)鋼(gang)(gang)(gang)中(zhong)添(tian)加大(da)量的(de)奧氏(shi)體(ti)(ti)形成(cheng)元(yuan)(yuan)素，特別(bie)是(shi)(shi)(shi)(shi)鎳(nie)（一般w（Cr）=8%），其他的(de)奧氏(shi)體(ti)(ti)形成(cheng)元(yuan)(yuan)素是(shi)(shi)(shi)(shi)C、N和(he)Cu。碳(tan)和(he)氮是(shi)(shi)(shi)(shi)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)奧氏(shi)體(ti)(ti)形成(cheng)元(yuan)(yuan)素，這(zhe)可(ke)(ke)以(yi)從鎳(nie)當(dang)量公(gong)式中(zhong)各系數值可(ke)(ke)看出：Nieq=Ni+35C+20N+0.25Cu，加碳(tan)是(shi)(shi)(shi)(shi)為(wei)了改進(jin)高(gao)溫(wen)(wen)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)（蠕變強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)）。在某些鋼(gang)(gang)(gang)中(zhong)加入氮主要(yao)(yao)是(shi)(shi)(shi)(shi)為(wei)了改進(jin)室溫(wen)(wen)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)和(he)低(di)(di)溫(wen)(wen)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)，有時可(ke)(ke)以(yi)提高(gao)一倍多(duo)，用(yong)(yong)氮強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)化(hua)的(de)鋼(gang)(gang)(gang)經(jing)常(chang)在它(ta)們(men)的(de)AISI 300系列(lie)型號后面標注(zhu)一個后綴(zhui)N，如304LN。AISI 200系列(lie)（如201）也是(shi)(shi)(shi)(shi)氮強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)化(hua)鋼(gang)(gang)(gang)，經(jing)常(chang)使用(yong)(yong)各種(zhong)商業(ye)名(ming)稱，例如：Nitronic.
奧氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)一般具有較好的韌(ren)度和(he)延性(xing)，在(zai)拉伸加載時顯示出很(hen)高的斷后伸長率。由于鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中(zhong)合金含量較高，所以(yi)比馬氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)、低鉻(ge)和(he)中(zhong)鉻(ge)鐵素體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)要(yao)貴。盡管鋼(gang)(gang)(gang)(gang)本身價格高，但提供了(le)突出的工程制造方面的優點，特別是(shi)良好成形性(xing)和(he)焊接性(xing)，因而和(he)其他類(lei)(lei)的不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)比較，經常降低了(le)總的成本。奧氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)雖然有很(hen)多種(zhong)類(lei)(lei)，但300系(xi)列是(shi)最(zui)老的也是(shi)應用最(zui)廣的。這類(lei)(lei)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)大(da)部分(fen)是(shi)在(zai)18Cr-8Ni系(xi)的基礎(chu)上加入合金元素或者是(shi)進行變質，而得到獨特的性(xing)能(neng)或者使性(xing)能(neng)更(geng)完(wan)備。
304型(xing)(xing)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)是這(zhe)個系列鋼(gang)(gang)的(de)(de)基礎(chu)，加上304L代表了(le)最(zui)常選用(yong)的(de)(de)奧氏體不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)。在316型(xing)(xing)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)中用(yong)質量分(fen)數大約(yue)2%的(de)(de)仩替(ti)代等量的(de)(de)鉻以改善(shan)耐點蝕能力。在穩定(ding)化的(de)(de)321和(he)(he)347鋼(gang)(gang)中分(fen)別(bie)少(shao)(shao)量的(de)(de)鈦和(he)(he)鈮，它們和(he)(he)碳(tan)(tan)(tan)(tan)結合以減少(shao)(shao)由于析出富鉻碳(tan)(tan)(tan)(tan)化物而(er)引起的(de)(de)晶(jing)(jing)間腐(fu)蝕。在上世紀60年代普遍使用(yong)L類鋼(gang)(gang)，這(zhe)是由于利(li)用(yong)AOD（氬-氧脫碳(tan)(tan)(tan)(tan)）方法熔煉，降(jiang)低了(le)標準型(xing)(xing)（非低碳(tan)(tan)(tan)(tan)鋼(gang)(gang)）和(he)(he)低碳(tan)(tan)(tan)(tan)型(xing)(xing)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)之(zhi)間的(de)(de)價格差(cha)別(bie)。這(zhe)類低碳(tan)(tan)(tan)(tan)型(xing)(xing)號不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)（304L，316L）已經廣泛(fan)用(yong)于受(shou)到(dao)晶(jing)(jing)間侵(qin)蝕和(he)(he)晶(jing)(jing)間應力腐(fu)蝕的(de)(de)工作(zuo)場合。
如ASTM A312中，最廣(guang)泛使用的(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)材304、316、321和(he)(he)347以及它們的(de)(de)(de)(de)(de)變種鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)都是(shi)18-8類(lei)(lei)型，含(han)有的(de)(de)(de)(de)(de)名義成分(fen)（質(zhi)量(liang)分(fen)數(shu)）是(shi)18%鉻和(he)(he)8%鎳(nie)。L類(lei)(lei)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)代(dai)表低碳類(lei)(lei)的(de)(de)(de)(de)(de)變種鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)，其(qi)名義碳的(de)(de)(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)分(fen)數(shu)是(shi)0.03%。這類(lei)(lei)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)提高(gao)(gao)了在腐蝕環境(jing)中對晶間侵(qin)蝕的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)力。H類(lei)(lei)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)碳的(de)(de)(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)分(fen)數(shu)接近(jin)于0.1%，其(qi)高(gao)(gao)溫強(qiang)度比(bi)標準鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)及L類(lei)(lei)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)高(gao)(gao)，因而用于高(gao)(gao)溫場(chang)合。N類(lei)(lei)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)是(shi)在300系列鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)中有意(yi)加(jia)(jia)入質(zhi)量(liang)分(fen)數(shu)高(gao)(gao)達(da)0.20%的(de)(de)(de)(de)(de)氮（300N，316N）碳在含(han)錳(meng)的(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)里氮的(de)(de)(de)(de)(de)加(jia)(jia)入量(liang)更高(gao)(gao)（錳(meng)增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)氮在奧(ao)氏體相中的(de)(de)(de)(de)(de)溶解度）。較高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)氮含(han)量(liang)可以增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)奧(ao)氏體不銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)度、抗磨損和(he)(he)耐(nai)點蝕能力。
含(han)有鈦(tai)和(he)鈮的(de)鋼如321和(he)347型(xing)稱為穩(wen)定(ding)化鋼，因(yin)為加入這兩種元素(su)穩(wen)定(ding)了(le)(le)碳(tan)，阻(zu)止其(qi)生成(cheng)M23C6型(xing)鉻的(de)碳(tan)化物。由于(yu)鈦(tai)和(he)鈮的(de)加入量(liang)達(da)到1.0%（質量(liang)分(fen)數(shu)）時(shi)可(ke)以(yi)有效(xiao)地減少基(ji)本中(zhong)的(de)碳(tan)含(han)量(liang)使(shi)富鉻碳(tan)化物的(de)析出(chu)很困難(nan)，這就降低了(le)(le)敏化的(de)可(ke)能性(xing)，而敏化會導致在奧(ao)氏(shi)體(ti)鋼中(zhong)產生晶(jing)間(jian)腐蝕。還有很多其(qi)他鋼種，包括超級(ji)奧(ao)氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼。由于(yu) 這些鋼種獨(du)特的(de)性(xing)能及對其(qi)焊接性(xing)的(de)特殊(shu)考慮。
2. 奧氏(shi)體不銹鋼焊接方法與焊接材料的選擇
（1）焊接方法(fa)
奧氏體(ti)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)具(ju)有(you)優(you)良的(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)性，幾乎所有(you)的(de)熔焊(han)(han)方法(fa)都可用(yong)(yong)于(yu)奧氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)，許多特(te)種焊(han)(han)接(jie)(jie)方法(fa)，如電(dian)阻點焊(han)(han)、縫焊(han)(han)、閃光焊(han)(han)、激光與(yu)(yu)電(dian)子(zi)束焊(han)(han)、釬焊(han)(han)都是(shi)可用(yong)(yong)于(yu)奧氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)，就根據具(ju)體(ti)的(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)性與(yu)(yu)接(jie)(jie)頭使用(yong)(yong)性能的(de)要求，合理選擇最佳(jia)的(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)方法(fa)。其中焊(han)(han)條電(dian)弧焊(han)(han)、鎢極(ji)氬弧焊(han)(han)、熔化(hua)極(ji)惰性氣體(ti)保護焊(han)(han)、埋弧焊(han)(han)是(shi)較為經(jing)濟的(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)方法(fa)。
(2) 焊材選擇
對于奧(ao)氏體不銹鋼(gang)填充金屬的種(zhong)類(lei)(lei)，分(fen)成三(san)個部分(fen)，反(fan)映了AWS按焊接材料各類(lei)(lei)分(fen)別設定的三(san)種(zhong)標準。其中：
a. 不(bu)銹鋼焊(han)條(tiao)采(cai)用美國(guo)標準(zhun)AWS A5.4標準(zhun)用于焊(han)條(tiao)（我(wo)公(gong)司焊(han)材(cai)為GES-309，GES316L等）；
b. 不(bu)銹鋼焊(han)絲采用美國標準AWS A5.9、A5.22等(deng)標準用于實心(xin)焊(han)絲和金屬粉芯(xin)焊(han)絲，氣(qi)體(ti)(ti)保(bao)護(hu)藥(yao)芯(xin)焊(han)絲（我公司焊(han)材為GTS-309，GTS-316L等(deng)），所選焊(han)絲可用于氬弧(hu)焊(han)、富氬混合氣(qi)體(ti)(ti)保(bao)護(hu)焊(han)、二氧化碳氣(qi)體(ti)(ti)保(bao)護(hu)焊(han)及(ji)埋弧(hu)焊(han)焊(han)接用填充材料；
c.不銹鋼埋弧焊主要選用氧(yang)化性弱(ruo)的中性或(huo)堿性焊劑(ji)。
(3) 高鉬鋼焊接指南
我公司(si)在M035項目上用(yong)的(de)(de)奧氏體不銹鋼(gang)有(you)316L和254SMO（ASTM A258 S31254），其(qi)中(zhong)254SMO是我公司(si)第(di)一(yi)次焊(han)(han)(han)接的(de)(de)超級奧氏體不銹鋼(gang)材料，由于其(qi)使用(yong)條件嚴格（用(yong)于腐蝕性(xing)環(huan)境），材料昂(ang)貴（包括母材和焊(han)(han)(han)材），且焊(han)(han)(han)工不太(tai)熟(shu)悉，操作性(xing)有(you)一(yi)定的(de)(de)難度，因此(ci)對焊(han)(han)(han)接時要求注意的(de)(de)重點列出(chu)用(yong)以指導(dao)焊(han)(han)(han)接人(ren)(ren)員和檢驗人(ren)(ren)員。具體內(nei)容如下：
為防焊接(jie)煙(yan)塵及Ar氣對焊接(jie)人員的傷(shang)害，焊接(jie)作(zuo)業要在通風的環境中進行(xing)；
所有的焊(han)縫都應該(gai)略有余(yu)高(gao)，應該(gai)避免出現平的或下凹(ao)狀(zhuang)的焊(han)縫；
焊前一般不需要預熱，若環境(jing)溫度低于2℃，在距離焊縫區300mm的范圍(wei)內應(ying)至少加熱到(dao)比周圍(wei)環境(jing)溫度高(gao)10℃。
層間(jian)溫(wen)度不能(neng)(neng)大于(yu)100℃，線(xian)能(neng)(neng)量不能(neng)(neng)超過1.5KJ/mm
焊件表(biao)(biao)面的金(jin)屬(shu)氧(yang)化物(wu)(wu)會導致焊接(jie)缺陷，因(yin)此焊前對雜質的清(qing)理(li)(li)十分重(zhong)要，通常(chang)清(qing)理(li)(li)范(fan)圍從(cong)焊縫處向兩側各(ge)延伸(shen)50mm，清(qing)理(li)(li)范(fan)圍應當包括工(gong)作坡口(kou)加工(gong)的邊緣以及空(kong)心(xin)管四周(zhou)和管子內表(biao)(biao)面。注意：金(jin)屬(shu)絲刷并不能完全清(qing)理(li)(li)這(zhe)些殘留(liu)物(wu)(wu)，用熱水沖(chong)洗或擦洗或許是一個好方法。
焊(han)接盡(jin)可能在(zai)1G和2F位置進行
焊(han)(han)接接頭設計必須(xu)使打(da)(da)底焊(han)(han)能很好的(de)熔透，引(yin)弧(hu)(hu)點(dian)要(yao)在(zai)坡口內，沿坡口出現(xian)的(de)電弧(hu)(hu)掃掠要(yao)打(da)(da)磨(mo)干(gan)凈。每一起弧(hu)(hu)與收弧(hu)(hu)處必須(xu)打(da)(da)磨(mo)干(gan)凈。
定(ding)位焊需要背部保護氣體，每一個接頭(tou)都必須打(da)磨(mo)；
將焊接處不能接觸銅(tong)和(he)黃銅(tong)（由銅(tong)和(he)鋅組成(cheng)的(de)(de)銅(tong)合(he)金），因為(wei)銅(tong)和(he)鋅的(de)(de)加入可能導(dao)致(zhi)裂紋的(de)(de)形成(cheng)。
二、鐵素體(ti)-奧氏體(ti)雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹鋼的(de)焊接(jie)
1. 鐵(tie)素(su)體(ti)-奧氏體(ti)雙相不(bu)銹鋼(gang)的概述
鐵(tie)素(su)(su)體(ti)-奧氏(shi)體(ti)雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)名字是(shi)(shi)來(lai)自于其室溫(wen)微觀組織，其中(zhong)大概一(yi)半(ban)是(shi)(shi)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)，一(yi)半(ban)是(shi)(shi)奧氏(shi)體(ti)。在20世(shi)(shi)紀(ji)30年(nian)(nian)代就(jiu)知道(dao)有(you)雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)，它時(shi)快時(shi)慢的(de)(de)(de)開(kai)發過(guo)程明顯地受到(dao)(dao)周期性的(de)(de)(de)鎳短缺的(de)(de)(de)影響。直到(dao)(dao)1982年(nian)(nian)美國《焊(han)(han)(han)接(jie)手(shou)(shou)冊》也沒(mei)有(you)認可雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)是(shi)(shi)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中(zhong)單獨的(de)(de)(de)一(yi)類。在那時(shi)《焊(han)(han)(han)接(jie)手(shou)(shou)冊》把較(jiao)早的(de)(de)(de)一(yi)種(zhong)(zhong)雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)-329型不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)列(lie)(lie)在奧氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中(zhong)。至少有(you)一(yi)家329型不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)制(zhi)造商(shang)建議(yi)(yi)不(bu)要焊(han)(han)(han)接(jie)這(zhe)種(zhong)(zhong)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)，在20世(shi)(shi)紀(ji)50年(nian)(nian)代開(kai)發的(de)(de)(de)鑄造合(he)金CD4MCu焊(han)(han)(han)接(jie)后很脆。從(cong)上(shang)世(shi)(shi)紀(ji)80年(nian)(nian)代初這(zhe)種(zhong)(zhong)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)迅速開(kai)發，在同一(yi)時(shi)期召(zhao)開(kai)的(de)(de)(de)一(yi)系(xi)列(lie)(lie)國際雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)會議(yi)(yi)編撰的(de)(de)(de)文(wen)集中(zhong)，記錄了(le)這(zhe)個(ge)開(kai)發過(guo)程。至今這(zhe)種(zhong)(zhong)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)已被用(yong)于廣(guang)泛領(ling)域，主(zhu)要用(yong)于要求優異(yi)耐腐(fu)蝕性的(de)(de)(de)場(chang)合(he)。在這(zhe)一(yi)時(shi)期，鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)和耐腐(fu)蝕性有(you)了(le)明顯的(de)(de)(de)改善，這(zhe)主(zhu)要是(shi)(shi)由于認識(shi)到(dao)(dao)氮作為一(yi)種(zhong)(zhong)合(he)金元素(su)(su)可以起關鍵作用(yong)。
雙相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)是用(yong)(yong)(yong)在能充分(fen)發(fa)揮其優點，即(ji)優異(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)腐(fu)蝕(shi)性和高強度(du)或者(zhe)二者(zhe)兼有(you)(you)(you)的(de)(de)(de)(de)(de)應用(yong)(yong)(yong)場(chang)(chang)合(he)。因為它含(han)有(you)(you)(you)比奧氏體不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)更高的(de)(de)(de)(de)(de)鐵素體相(xiang)(xiang)(xiang)成(cheng)分(fen)，所以(yi)有(you)(you)(you)高的(de)(de)(de)(de)(de)鐵磁(ci)性、高熱(re)傳導(dao)性和低的(de)(de)(de)(de)(de)線脹系數。雙相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)最多的(de)(de)(de)(de)(de)是被選用(yong)(yong)(yong)于耐(nai)腐(fu)蝕(shi)場(chang)(chang)合(he)，已(yi)經在很(hen)(hen)多可能發(fa)生應力腐(fu)蝕(shi)裂紋和點蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)應用(yong)(yong)(yong)環(huan)境中(zhong)代(dai)替(ti)了奧氏體不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)。它們在絕大多數腐(fu)蝕(shi)場(chang)(chang)合(he)遠優于結構而又具有(you)(you)(you)相(xiang)(xiang)(xiang)當的(de)(de)(de)(de)(de)強度(du)。譬(pi)如雙相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)已(yi)廣泛用(yong)(yong)(yong)于陸(lu)地和海(hai)洋中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)油、氣管(guan)道。由(you)于雙相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)在相(xiang)(xiang)(xiang)對不(bu)(bu)(bu)(bu)高的(de)(de)(de)(de)(de)溫(wen)度(du)下就會形成(cheng)很(hen)(hen)多脆性析出(chu)物(wu)，所以(yi)不(bu)(bu)(bu)(bu)推薦用(yong)(yong)(yong)于超過280攝(she)氏度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)作場(chang)(chang)合(he)。它們比奧氏體不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)貴(gui)，倒不(bu)(bu)(bu)(bu)是完全因為合(he)金元素貴(gui)，而主要是由(you)于從鑄態到最終的(de)(de)(de)(de)(de)板材、薄(bo)板、管(guan)件的(de)(de)(de)(de)(de)加(jia)工(gong)費用(yong)(yong)(yong)貴(gui)。然而它們提供了優異(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)而腐(fu)蝕(shi)性并(bing)可降低重(zhong)量，在中(zhong)等(deng)程度(du)侵蝕(shi)性介質(zhi)中(zhong)可能用(yong)(yong)(yong)來代(dai)替(ti)某(mou)些鎳基合(he)金，而價格僅為原(yuan)來的(de)(de)(de)(de)(de)幾分(fen)之一。
雙相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)典型的(de)(de)(de)屈服(fu)強度(du)大(da)約是425MPa，和奧氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)210MPa比較強度(du)要高(gao)得多。因為雙相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)強度(du)高(gao)，其硬度(du)也高(gao)，所(suo)以(yi)在(zai)要求耐腐蝕同時(shi)要求耐磨損的(de)(de)(de)場合，這種鋼(gang)更有優勢。與此(ci)同時(shi)，雙相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)具有良好(hao)的(de)(de)(de)焊接(jie)性，與鐵(tie)素體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)及奧氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)相(xiang)(xiang)比，它既不(bu)像(xiang)鐵(tie)素體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)焊接(jie)熱(re)影響區，由于(yu)晶粒嚴重粗(cu)化而使塑(su)韌性大(da)幅度(du)降(jiang)低，也不(bu)像(xiang)奧氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)那樣，對焊接(jie)熱(re)裂紋(wen)比較敏感。當今大(da)多數的(de)(de)(de)雙相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)都(dou)是有好(hao)的(de)(de)(de)韌度(du)和延性，然而它們在(zai)低溫時(shi)有韌脆轉變，所(suo)以(yi)一(yi)(yi)般(ban)不(bu)適合用于(yu)低溫。雙 不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)工作溫度(du)范圍(wei)一(yi)(yi)般(ban)限(xian)于(yu)-40～280攝氏(shi)(shi)(shi)度(du)。
雙相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)的(de)線(xian)脹(zhang)系數和碳鋼(gang)(gang)(gang)、低合金鋼(gang)(gang)(gang)接近。由于這(zhe)(zhe)種(zhong)相(xiang)(xiang)似性(xing)，這(zhe)(zhe)種(zhong)鋼(gang)(gang)(gang)也可用(yong)于需要雙相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)和碳鋼(gang)(gang)(gang)配合使用(yong)的(de)高壓容器類的(de)結(jie)構。這(zhe)(zhe)種(zhong)情況(kuang)下(xia)，相(xiang)(xiang)對于使用(yong)奧氏體不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)，能(neng)減少由于熱膨脹(zhang)不(bu)(bu)同(tong)引起的(de)熱應(ying)力(li)。然而由于雙相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)中(zhong)析(xi)出(chu)反應(ying)在較(jiao)低溫(wen)度下(xia)發(fa)生，因而它不(bu)(bu)適宜用(yong)于需要進行消除(chu)應(ying)力(li)熱處(chu)理（焊后熱處(chu)理）的(de)場合。
2. 雙相不銹鋼的化學成分及組織特點
a. 化學成分
目前，國(guo)際上普(pu)遍采(cai)用(yong)的(de)鐵素體-奧氏(shi)體雙相不銹(xiu)鋼(gang)可為(wei)Cr18型(xing)、Cr23型(xing)、Cr22型(xing)、Cr25型(xing)四類。對(dui)于Cr25型(xing)雙相不銹(xiu)鋼(gang)，也(ye)有普(pu)通雙相不銹(xiu)鋼(gang)和超級(ji)雙相不銹(xiu)鋼(gang)之分，當點蝕指數PREN（PREN=w(Cr)+ 3.3w(Mo)+16 w(N)）>40時，稱為(wei)超級(ji)雙相不銹(xiu)鋼(gang)，
我國(guo)列入國(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(xing)。另外一些(xie)與(yu)國(guo)外典型(xing)材(cai)料相類(lei)似(si)的(de)鋼(gang)種也有生產和應(ying)用。
b. 組(zu)織特點
雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹鋼以單相(xiang)δ鐵素體(ti)凝固結晶(jing)，當繼續冷卻時，發(fa)生δ→γ相(xiang)變(bian)，隨著(zhu)溫(wen)度的降低，δ→γ相(xiang)變(bian)不(bu)斷進(jin)行(xing)。在平衡條件(jian)下或者非快(kuai)速冷卻的情況(kuang)下，部分δ鐵素體(ti)將保留(liu)到室(shi)溫(wen)，因此，室(shi)溫(wen)下的組(zu)織(zhi)為δ→γ雙(shuang)相(xiang)組(zu)織(zhi)。
3. 雙相不(bu)銹(xiu)鋼的焊接特(te)點
焊接(jie)(jie)過(guo)程是(shi)一(yi)個快(kuai)速(su)加(jia)熱(re)與快(kuai)速(su)冷(leng)(leng)卻(que)的(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)循環(huan)過(guo)程。在加(jia)熱(re)過(guo)程中，當熱(re)影響(xiang)區(qu)(qu)的(de)(de)(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)超過(guo)雙相(xiang)(xiang)(xiang)不銹(xiu)鋼的(de)(de)(de)(de)(de)固溶處理(li)(li)溫(wen)(wen)度(du)(du)，在1150~1400℃的(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)狀(zhuang)態(tai)下(xia)，晶粒(li)將發生(sheng)長大(da)，而且發生(sheng)γ→δ相(xiang)(xiang)(xiang)變，γ相(xiang)(xiang)(xiang)明顯減少，δ相(xiang)(xiang)(xiang)增(zeng)多。一(yi)些鋼的(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)近(jin)縫區(qu)(qu)會(hui)出現(xian)晶粒(li)較粗大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)δ鐵素體組(zu)織。如果(guo)焊后的(de)(de)(de)(de)(de)冷(leng)(leng)卻(que)速(su)度(du)(du)較快(kuai)，將抑制δ→γ的(de)(de)(de)(de)(de)二次相(xiang)(xiang)(xiang)變，使(shi)熱(re)影響(xiang)區(qu)(qu)的(de)(de)(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)(xiang)比例(li)失調(diao)，當δ鐵素體大(da)于70%時(shi)，二次轉變的(de)(de)(de)(de)(de)γ奧氏體也變成針狀(zhuang)和羽毛狀(zhuang)，具(ju)有魏氏組(zu)織特征，導(dao)致力學(xue)性能和耐(nai)腐蝕性能惡化。當焊后冷(leng)(leng)卻(que)速(su)度(du)(du)較慢(man)時(shi)，則δ→γ的(de)(de)(de)(de)(de)二次相(xiang)(xiang)(xiang)變比較充分，室溫(wen)(wen)下(xia)為相(xiang)(xiang)(xiang)比例(li)較為合(he)適(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)雙相(xiang)(xiang)(xiang)組(zu)織。因此(ci)，為防止熱(re)影響(xiang)區(qu)(qu)的(de)(de)(de)(de)(de)快(kuai)速(su)冷(leng)(leng)卻(que)，使(shi)δ→γ二次相(xiang)(xiang)(xiang)變較為充分，保證較合(he)理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)(xiang)比例(li)，足夠的(de)(de)(de)(de)(de)焊接(jie)(jie)熱(re)輸入(ru)是(shi)必(bi)要(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)。隨著母材厚(hou)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)加(jia)，焊接(jie)(jie)熱(re)輸入(ru)應適(shi)(shi)當提高(gao)(gao)。
對于(yu)雙相不銹鋼焊(han)(han)縫金(jin)(jin)屬(shu)，仍以單相δ鐵素(su)體凝固結晶(jing)，并隨(sui)溫度的(de)降(jiang)低發生δ→γ組織轉(zhuan)(zhuan)變。但由于(yu)其(qi)熔化(hua)-凝固-冷卻相變是一個(ge)速(su)度較快的(de)不平(ping)衡過(guo)程(cheng)，因此，焊(han)(han)縫金(jin)(jin)屬(shu)冷卻過(guo)程(cheng)中的(de)δ→γ組織轉(zhuan)(zhuan)變必然(ran)是不平(ping)衡的(de)。當(dang)焊(han)(han)縫金(jin)(jin)屬(shu)的(de)化(hua)學(xue)成分與母材成分相同(tong)，或者母材自熔時，焊(han)(han)縫金(jin)(jin)屬(shu)中的(de)δ相將偏高，而(er)γ相偏低。為了保證焊(han)(han)縫金(jin)(jin)屬(shu)中有足夠的(de)γ相，應提(ti)高焊(han)(han)縫金(jin)(jin)屬(shu)化(hua)學(xue)成分的(de)Ni當(dang)量，通(tong)常的(de)方法是提(ti)高奧氏體化(hua)元素(su)（Ni、N）的(de)含(han)量，因此就出現了焊(han)(han)縫金(jin)(jin)屬(shu)的(de)超合金(jin)(jin)化(hua)的(de)特點(dian)。
雙(shuang)相不(bu)銹鋼具有良好的(de)焊(han)接性，盡管其(qi)凝固結晶為單(dan)相鐵素體(ti)，但在一般的(de)拘束(shu)條(tiao)件下，焊(han)縫(feng)金(jin)屬的(de)熱裂紋敏感(gan)性很小，當(dang)雙(shuang)相組織的(de)比例適(shi)當(dang)時，其(qi)冷裂紋敏感(gan)性也較低。但應注意，雙(shuang)相不(bu)銹鋼中(zhong)畢竟具有較高的(de)鐵素體(ti)，當(dang)拘束(shu)度較大及(ji)焊(han)縫(feng)金(jin)屬含氫量較高時，還存在焊(han)接氫致(zhi)裂紋的(de)危險。因此，在焊(han)接材料選擇與(yu)焊(han)接過程中(zhong)應控制氫的(de)來源。
另(ling)請注意：雙相(xiang)鋼(gang)(gang)與(yu)雙相(xiang)不(bu)銹鋼(gang)(gang)定(ding)義不(bu)同(tong)，雙相(xiang)鋼(gang)(gang)是指由低(di)碳鋼(gang)(gang)或低(di)合(he)金高強度(du)鋼(gang)(gang)經(jing)臨(lin)界(jie)處(chu)理或控制軋制而得到的(de)主要由鐵素體和馬氏體所(suo)組成的(de)鋼(gang)(gang)。
4. 焊(han)接工藝(yi)方法與焊(han)接材料
a. 焊(han)接工(gong)藝方法
到(dao)目(mu)前為(wei)止(zhi)，焊(han)(han)條(tiao)電弧焊(han)(han)、鎢極氬弧焊(han)(han)、熔化極氣體保護焊(han)(han)（采用實心焊(han)(han)絲或藥芯(xin)焊(han)(han)絲）、甚至埋弧焊(han)(han)都可用于鐵素體-奧氏體雙相不銹(xiu)鋼的焊(han)(han)接。
b. 焊(han)接工藝方法選(xuan)擇(ze)及坡口(kou)形式(shi)與尺(chi)寸
根據管、板厚度及相應的(de)焊接工藝方法(fa)選擇及坡口尺寸(cun)。
c. 雙(shuang)相不銹(xiu)鋼鋼焊接指南
我公司(si)在M021項目上用(yong)的雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼為(wei)(wei)ASTM A790 S32750和S32760，且(qie)此二者皆為(wei)(wei)超級(ji)(ji)雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼，所選焊接(jie)方法(fa)為(wei)(wei)GTAW，所選焊絲為(wei)(wei)SANDVIK 25.10.4.L。焊接(jie)時的注(zhu)意與(yu)焊接(jie)超級(ji)(ji)奧氏體(ti)類似，但層(ceng)間溫度(du)可控制為(wei)(wei)150攝氏度(du)以下。
d. 不(bu)銹鋼焊接(jie)材料(liao)品牌(pai)
到目前為止，焊條(tiao)電弧焊、鎢(wu)極氬弧焊、已經在(zai)我公司(si)進行(xing)使用，現在(zai)正在(zai)使用的焊材如(ru)下(xia)表：
