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(gang)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)。
關于氮(dan)化(hua)(hua)物(wu)的(de)析(xi)出,當(dang)焊(han)(han)(han)縫金屬(shu)鐵素(su)(su)體(ti)數量(liang)過多(duo)或為純鐵素(su)(su)體(ti)組織時,很(hen)容易有氮(dan)化(hua)(hua)物(wu)的(de)析(xi)出,這是由(you)于在高溫(wen)時,氮(dan)在鐵素(su)(su)體(ti)中的(de)溶解度增加(jia),快速(su)冷卻時溶解度又(you)下降(jiang)的(de)緣故。尤其在靠近(jin)焊(han)(han)(han)縫表(biao)面(mian)的(de)部位,由(you)于氮(dan)的(de)損失,使鐵素(su)(su)體(ti)量(liang)增加(jia),氮(dan)化(hua)(hua)物(wu)更(geng)容易析(xi)出,這對焊(han)(han)(han)縫金屬(shu)的(de)耐腐(fu)蝕(shi)性(xing)有直接的(de)影響。焊(han)(han)(han)縫金屬(shu)若(ruo)是健全的(de)兩相組織,氮(dan)化(hua)(hua)物(wu)的(de)析(xi)出量(liang)很(hen)少。因此,為了增加(jia)焊(han)(han)(han)縫金屬(shu)的(de)奧氏體(ti)數量(liang),在填充金屬(shu)中提高鎳、氮(dan)元素(su)(su)是有效的(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)的(de)(de)(de)析出(chu),一(yi)般(ban)說焊(han)(han)(han)接時采用(yong)較(jiao)(jiao)高(gao)的(de)(de)(de)熱(re)輸(shu)入(ru)和(he)(he)較(jiao)(jiao)低的(de)(de)(de)冷卻速度(du)有利于奧氏體(ti)的(de)(de)(de)轉變,減少焊(han)(han)(han)縫(feng)金(jin)(jin)屬的(de)(de)(de)鐵素體(ti)量(liang)(liang)。但是熱(re)輸(shu)人(ren)過(guo)高(gao)和(he)(he)冷卻速度(du)過(guo)慢(man)又會帶來金(jin)(jin)屬間(jian)相(xiang)的(de)(de)(de)析出(chu)問題。一(yi)般(ban)焊(han)(han)(han)縫(feng)金(jin)(jin)屬不(bu)(bu)常發(fa)(fa)現有。相(xiang)析出(chu),但在焊(han)(han)(han)接材(cai)料或熱(re)輸(shu)人(ren)選用(yong)不(bu)(bu)合適時,也有可能出(chu)現。相(xiang)。用(yong)較(jiao)(jiao)高(gao)鎳的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)條(tiao)25.10.4.LR焊(han)(han)(han)接超(chao)級(ji)雙相(xiang)不(bu)(bu)銹鋼SAF2507時,如(ru)熱(re)輸(shu)入(ru)過(guo)高(gao),發(fa)(fa)現有σ相(xiang)的(de)(de)(de)析出(chu)(圖(tu)2-14)。這是因(yin)為過(guo)低的(de)(de)(de)鐵素體(ti)量(liang)(liang)會集中較(jiao)(jiao)多(duo)的(de)(de)(de)鉻、鉬等元素,促進金(jin)(jin)屬間(jian)相(xiang)的(de)(de)(de)析出(chu)。對超(chao)級(ji)雙相(xiang)不(bu)(bu)銹鋼而言(yan),一(yi)般(ban)熱(re)輸(shu)入(ru)控(kong)制(zhi)在0.5~1.5kJ/mm范(fan)圍,不(bu)(bu)超(chao)過(guo)上限(xian),含鎢和(he)(he)銅的(de)(de)(de)鋼不(bu)(bu)超(chao)過(guo)1.0kJ/mm時(尤其焊(han)(han)(han)薄板),不(bu)(bu)會發(fa)(fa)生因(yin)金(jin)(jin)屬間(jian)相(xiang)析出(chu)使韌性下降。這說明超(chao)級(ji)雙相(xiang)不(bu)(bu)銹鋼,尤其是含鎢、銅的(de)(de)(de)超(chao)級(ji)雙相(xiang)不(bu)(bu)銹鋼對高(gao)熱(re)輸(shu)入(ru)敏(min)感。

綜上(shang)(shang)所述(shu),為(wei)了獲得最(zui)佳的(de)(de)(de)性能(neng)結果,一般必須采用足夠高的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)輸(shu)入(ru)(ru)(ru)以保證在焊(han)縫(包括熱(re)(re)(re)(re)影響區(qu))奧氏體的(de)(de)(de)再形(xing)成,通常(chang)焊(han)縫金屬的(de)(de)(de)奧氏體量控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)在60%~70%范圍,但是(shi)為(wei)防(fang)止析出(chu)相(xiang)(xiang)也(ye)不(bu)希望過高的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)輸(shu)人,熱(re)(re)(re)(re)輸(shu)入(ru)(ru)(ru)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)在0.5~2.0kJ/mm,最(zui)高層間溫度(du)(du)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)在150℃為(wei)好(hao)(hao)。表(biao)2-16是(shi)Sandvik推(tui)薦的(de)(de)(de)三種典型雙相(xiang)(xiang)不(bu)銹鋼和超級雙相(xiang)(xiang)不(bu)銹鋼的(de)(de)(de)焊(han)接熱(re)(re)(re)(re)輸(shu)入(ru)(ru)(ru)。熱(re)(re)(re)(re)輸(shu)人與材料的(de)(de)(de)厚(hou)度(du)(du)也(ye)有(you)關,如對薄(bo)壁管(t=1.5mm)適(shi)宜的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)輸(shu)入(ru)(ru)(ru)是(shi)小于0.5kJ/mm,對厚(hou)壁管最(zui)好(hao)(hao)選用接近(jin)上(shang)(shang)限的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)輸(shu)人值(zhi)。對于厚(hou)度(du)(du)不(bu)小于25mm的(de)(de)(de)材料,尤(you)其要(yao)注意層間溫度(du)(du)的(de)(de)(de)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi),心(xin)部的(de)(de)(de)溫度(du)(du)往往高于表(biao)面,根部的(de)(de)(de)沖擊值(zhi)可能(neng)會降低。


