不平衡和不完全的冶金反應和快速結晶過程,使焊縫存在著成分和組織的不均性,所以組織是不穩定的。在多層焊縫或者雖然是單道焊縫,焊后經熱處理或在某一溫度下長期使用,便有可能發生組織轉變和析出有害的金屬間化合物或碳、氮化物。對于雙相不(bu)銹鋼焊縫來說,雖然化學成分與母材相比增加了鎳的含量,焊縫中鐵素體相較低,從而減低了金屬間相析出的傾向和金屬間相引起的有害作用,但是由于焊縫中鉻、鎳、鉬、氮等合金元素在兩相中的分配極不均勻,特別是氮,在奧氏體中以過飽和狀態存在而鐵素體相中氮的含量很少,更增加了組織的不穩定性。
雙相不銹鋼焊接時,有可能發生三種類型的析出,嚴重時會降低鋼的耐腐蝕性和韌性。這些析出相是:鉻的氮化物(Cr2N、CrN);二次奧氏體(Y2);金屬間相(σ相等)。
關(guan)于氮(dan)(dan)化物(wu)的(de)(de)(de)(de)析出(chu),當(dang)焊(han)縫(feng)(feng)金屬(shu)(shu)鐵(tie)(tie)素體數量(liang)過(guo)多(duo)或為(wei)純鐵(tie)(tie)素體組(zu)織時,很(hen)容易有(you)氮(dan)(dan)化物(wu)的(de)(de)(de)(de)析出(chu),這(zhe)是由于在高溫(wen)時,氮(dan)(dan)在鐵(tie)(tie)素體中的(de)(de)(de)(de)溶解(jie)度增加,快速冷卻時溶解(jie)度又下降的(de)(de)(de)(de)緣(yuan)故。尤其在靠近焊(han)縫(feng)(feng)表面的(de)(de)(de)(de)部位,由于氮(dan)(dan)的(de)(de)(de)(de)損失,使(shi)鐵(tie)(tie)素體量(liang)增加,氮(dan)(dan)化物(wu)更容易析出(chu),這(zhe)對(dui)焊(han)縫(feng)(feng)金屬(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)腐蝕性(xing)有(you)直接的(de)(de)(de)(de)影響(xiang)。焊(han)縫(feng)(feng)金屬(shu)(shu)若是健全(quan)的(de)(de)(de)(de)兩相組(zu)織,氮(dan)(dan)化物(wu)的(de)(de)(de)(de)析出(chu)量(liang)很(hen)少。因此,為(wei)了增加焊(han)縫(feng)(feng)金屬(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)奧氏體數量(liang),在填充金屬(shu)(shu)中提高鎳、氮(dan)(dan)元素是有(you)效(xiao)的(de)(de)(de)(de)。
關于二次奧氏體的析出,這在含氮量高的超級雙相不銹鋼(0.3%N2)多層焊接時會出現。由于后續焊道的再加熱,特別是先采用低的熱輸入,后續焊道又采用高的熱輸入時,部分鐵素體會轉變成細小分散的二次奧氏體(Y2).這種Y2也和氮化物一樣會降低焊縫的耐腐蝕性能。
關(guan)于。相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)析(xi)出(chu)(chu),一般說焊(han)(han)接時(shi)采用較(jiao)高(gao)(gao)的(de)(de)熱(re)(re)輸(shu)(shu)入和(he)(he)較(jiao)低(di)的(de)(de)冷卻速度有利于奧氏(shi)體的(de)(de)轉變,減(jian)少焊(han)(han)縫(feng)金(jin)(jin)屬(shu)的(de)(de)鐵素(su)(su)體量(liang)。但是熱(re)(re)輸(shu)(shu)人過(guo)(guo)(guo)高(gao)(gao)和(he)(he)冷卻速度過(guo)(guo)(guo)慢又會帶來金(jin)(jin)屬(shu)間(jian)(jian)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)析(xi)出(chu)(chu)問題。一般焊(han)(han)縫(feng)金(jin)(jin)屬(shu)不常(chang)發現有。相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)析(xi)出(chu)(chu),但在焊(han)(han)接材(cai)料或熱(re)(re)輸(shu)(shu)人選(xuan)用不合適(shi)時(shi),也有可能出(chu)(chu)現。相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)。用較(jiao)高(gao)(gao)鎳的(de)(de)焊(han)(han)條25.10.4.LR焊(han)(han)接超級(ji)(ji)(ji)雙相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不銹(xiu)鋼SAF2507時(shi),如熱(re)(re)輸(shu)(shu)入過(guo)(guo)(guo)高(gao)(gao),發現有σ相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)析(xi)出(chu)(chu)(圖2-14)。這是因為過(guo)(guo)(guo)低(di)的(de)(de)鐵素(su)(su)體量(liang)會集中較(jiao)多(duo)的(de)(de)鉻、鉬等元(yuan)素(su)(su),促進(jin)金(jin)(jin)屬(shu)間(jian)(jian)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)析(xi)出(chu)(chu)。對(dui)超級(ji)(ji)(ji)雙相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不銹(xiu)鋼而(er)言,一般熱(re)(re)輸(shu)(shu)入控制(zhi)在0.5~1.5kJ/mm范圍,不超過(guo)(guo)(guo)上(shang)限,含(han)鎢和(he)(he)銅的(de)(de)鋼不超過(guo)(guo)(guo)1.0kJ/mm時(shi)(尤(you)其焊(han)(han)薄板),不會發生因金(jin)(jin)屬(shu)間(jian)(jian)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)析(xi)出(chu)(chu)使韌(ren)性下降。這說明超級(ji)(ji)(ji)雙相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不銹(xiu)鋼,尤(you)其是含(han)鎢、銅的(de)(de)超級(ji)(ji)(ji)雙相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不銹(xiu)鋼對(dui)高(gao)(gao)熱(re)(re)輸(shu)(shu)入敏(min)感。
綜上(shang)(shang)所述,為(wei)(wei)了獲(huo)得最(zui)佳的(de)(de)(de)性能(neng)結果(guo),一般必須采(cai)用足夠高的(de)(de)(de)熱(re)(re)輸(shu)(shu)(shu)(shu)入(ru)以保證在(zai)(zai)焊縫(包括熱(re)(re)影響區)奧(ao)氏體的(de)(de)(de)再形成,通常焊縫金屬的(de)(de)(de)奧(ao)氏體量控制(zhi)在(zai)(zai)60%~70%范(fan)圍,但是為(wei)(wei)防止析出相(xiang)也(ye)不(bu)希望過(guo)高的(de)(de)(de)熱(re)(re)輸(shu)(shu)(shu)(shu)人(ren),熱(re)(re)輸(shu)(shu)(shu)(shu)入(ru)控制(zhi)在(zai)(zai)0.5~2.0kJ/mm,最(zui)高層(ceng)間溫(wen)度(du)(du)控制(zhi)在(zai)(zai)150℃為(wei)(wei)好(hao)(hao)。表2-16是Sandvik推薦(jian)的(de)(de)(de)三種典型(xing)雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹鋼和超級雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹鋼的(de)(de)(de)焊接(jie)熱(re)(re)輸(shu)(shu)(shu)(shu)入(ru)。熱(re)(re)輸(shu)(shu)(shu)(shu)人(ren)與材(cai)料的(de)(de)(de)厚度(du)(du)也(ye)有(you)關,如對(dui)薄壁管(guan)(t=1.5mm)適宜的(de)(de)(de)熱(re)(re)輸(shu)(shu)(shu)(shu)入(ru)是小于(yu)0.5kJ/mm,對(dui)厚壁管(guan)最(zui)好(hao)(hao)選用接(jie)近(jin)上(shang)(shang)限的(de)(de)(de)熱(re)(re)輸(shu)(shu)(shu)(shu)人(ren)值。對(dui)于(yu)厚度(du)(du)不(bu)小于(yu)25mm的(de)(de)(de)材(cai)料,尤其要(yao)注意層(ceng)間溫(wen)度(du)(du)的(de)(de)(de)控制(zhi),心部的(de)(de)(de)溫(wen)度(du)(du)往(wang)往(wang)高于(yu)表面,根部的(de)(de)(de)沖(chong)擊值可能(neng)會降低(di)。