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(bu)銹鋼焊(han)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)。
關于氮(dan)化(hua)物(wu)的析出(chu),當焊(han)(han)縫(feng)(feng)金(jin)(jin)屬鐵素(su)體(ti)(ti)數量(liang)(liang)過(guo)多或為(wei)純鐵素(su)體(ti)(ti)組(zu)織時,很容(rong)易(yi)有氮(dan)化(hua)物(wu)的析出(chu),這(zhe)(zhe)是由(you)于在(zai)高溫時,氮(dan)在(zai)鐵素(su)體(ti)(ti)中(zhong)的溶(rong)解(jie)度增(zeng)(zeng)加,快速冷卻時溶(rong)解(jie)度又下降的緣故。尤其(qi)在(zai)靠近焊(han)(han)縫(feng)(feng)表(biao)面(mian)的部位,由(you)于氮(dan)的損失,使鐵素(su)體(ti)(ti)量(liang)(liang)增(zeng)(zeng)加,氮(dan)化(hua)物(wu)更容(rong)易(yi)析出(chu),這(zhe)(zhe)對焊(han)(han)縫(feng)(feng)金(jin)(jin)屬的耐腐蝕性有直接(jie)的影響。焊(han)(han)縫(feng)(feng)金(jin)(jin)屬若是健全(quan)的兩相組(zu)織,氮(dan)化(hua)物(wu)的析出(chu)量(liang)(liang)很少。因此(ci),為(wei)了增(zeng)(zeng)加焊(han)(han)縫(feng)(feng)金(jin)(jin)屬的奧氏體(ti)(ti)數量(liang)(liang),在(zai)填充金(jin)(jin)屬中(zhong)提(ti)高鎳、氮(dan)元(yuan)素(su)是有效的。
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。
關于(yu)。相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)析(xi)出(chu)(chu),一般(ban)(ban)說(shuo)(shuo)焊(han)(han)接時(shi)(shi)采用較高(gao)(gao)的(de)(de)(de)熱(re)輸入和較低(di)(di)的(de)(de)(de)冷(leng)卻速度有(you)(you)利(li)于(yu)奧氏體的(de)(de)(de)轉變,減少焊(han)(han)縫(feng)金屬的(de)(de)(de)鐵(tie)素(su)體量(liang)(liang)。但(dan)是(shi)熱(re)輸人過高(gao)(gao)和冷(leng)卻速度過慢(man)又(you)會(hui)帶來金屬間(jian)相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)析(xi)出(chu)(chu)問題。一般(ban)(ban)焊(han)(han)縫(feng)金屬不常發(fa)(fa)(fa)現(xian)有(you)(you)。相(xiang)(xiang)(xiang)析(xi)出(chu)(chu),但(dan)在(zai)焊(han)(han)接材料或(huo)熱(re)輸人選用不合(he)適時(shi)(shi),也有(you)(you)可能(neng)出(chu)(chu)現(xian)。相(xiang)(xiang)(xiang)。用較高(gao)(gao)鎳(nie)的(de)(de)(de)焊(han)(han)條25.10.4.LR焊(han)(han)接超(chao)級雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)SAF2507時(shi)(shi),如熱(re)輸入過高(gao)(gao),發(fa)(fa)(fa)現(xian)有(you)(you)σ相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)析(xi)出(chu)(chu)(圖2-14)。這是(shi)因為過低(di)(di)的(de)(de)(de)鐵(tie)素(su)體量(liang)(liang)會(hui)集(ji)中較多的(de)(de)(de)鉻、鉬等元素(su),促進金屬間(jian)相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)析(xi)出(chu)(chu)。對(dui)(dui)超(chao)級雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)而言(yan),一般(ban)(ban)熱(re)輸入控制在(zai)0.5~1.5kJ/mm范圍,不超(chao)過上限,含鎢和銅的(de)(de)(de)鋼(gang)不超(chao)過1.0kJ/mm時(shi)(shi)(尤(you)其焊(han)(han)薄板),不會(hui)發(fa)(fa)(fa)生因金屬間(jian)相(xiang)(xiang)(xiang)析(xi)出(chu)(chu)使韌性(xing)下(xia)降。這說(shuo)(shuo)明(ming)超(chao)級雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang),尤(you)其是(shi)含鎢、銅的(de)(de)(de)超(chao)級雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)對(dui)(dui)高(gao)(gao)熱(re)輸入敏感。
綜上所述,為了獲(huo)得最(zui)佳的(de)(de)(de)性能結果,一般必(bi)須采用足夠高的(de)(de)(de)熱(re)輸(shu)入(ru)以保證在焊(han)縫(包括熱(re)影(ying)響區(qu))奧(ao)氏(shi)體的(de)(de)(de)再形成,通常焊(han)縫金屬(shu)的(de)(de)(de)奧(ao)氏(shi)體量控(kong)制(zhi)(zhi)在60%~70%范(fan)圍(wei),但是(shi)(shi)為防止析出相(xiang)也不(bu)(bu)(bu)希望過(guo)高的(de)(de)(de)熱(re)輸(shu)人(ren),熱(re)輸(shu)入(ru)控(kong)制(zhi)(zhi)在0.5~2.0kJ/mm,最(zui)高層間(jian)溫(wen)度控(kong)制(zhi)(zhi)在150℃為好(hao)。表(biao)2-16是(shi)(shi)Sandvik推薦的(de)(de)(de)三種典(dian)型雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹鋼和超級雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹鋼的(de)(de)(de)焊(han)接(jie)熱(re)輸(shu)入(ru)。熱(re)輸(shu)人(ren)與材料的(de)(de)(de)厚(hou)度也有關(guan),如(ru)對(dui)薄壁管(t=1.5mm)適宜的(de)(de)(de)熱(re)輸(shu)入(ru)是(shi)(shi)小于(yu)0.5kJ/mm,對(dui)厚(hou)壁管最(zui)好(hao)選用接(jie)近(jin)上限的(de)(de)(de)熱(re)輸(shu)人(ren)值。對(dui)于(yu)厚(hou)度不(bu)(bu)(bu)小于(yu)25mm的(de)(de)(de)材料,尤其要注意層間(jian)溫(wen)度的(de)(de)(de)控(kong)制(zhi)(zhi),心部的(de)(de)(de)溫(wen)度往往高于(yu)表(biao)面,根(gen)部的(de)(de)(de)沖(chong)擊值可能會降低。