雙相不銹鋼問世以來,其焊接問題始終是一個重要課題。早期開發的雙相不銹鋼 06Cr25Ni5Mo1.5等,有較高的碳含量(0.08%~0.10%)和較高的鐵素體含量(約70%),焊接熱影響區(HAZ)幾乎是單相鐵素體組織,必然使其力學性能和耐腐蝕性能變差,從而限制了雙相不銹鋼作為焊接結構件的使用。之后發展了超低碳、含氮的一些雙相不銹鋼022Cr22Ni5Mo3N022Cr25Ni7Mo4WCuN等,具有a相、γ相各占一半最佳兩相比例,并提高了填充材料的鎳含量,使焊縫和焊接HAZ保持有足夠的奧氏體含量,改善了焊接接頭的塑性和耐蝕性,使焊接結構件的應用有了很大的發展。


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超(chao)級雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹鋼與普通(tong)雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹鋼的(de)區別(bie)在(zai)于含有較(jiao)低(di)的(de)碳、較(jiao)高的(de)鉬和氮。兩類鋼焊接HAZ組織轉變的(de)主要差(cha)別(bie)為:


(1)根據圖9.84中幾種雙相不銹鋼所處的位置可以看出,超級雙相不銹鋼SAF 2507的α溶解度曲線與凝固線的距離較普通雙相不銹鋼SAF 2205窄,超級雙相不銹鋼單相α區的HTHAZ也要比普通雙相不銹鋼窄,產生單相α區的峰值溫度也要高。在熱循環加熱階段的數秒時間內,高溫區的y相仍可完全溶入α相中。但在冷卻階段,高溫區α→γ轉變卻是不平衡的,γ相大幅減少。


(2)由于超級雙相不銹鋼的α相溶解度曲線的溫度比普通雙相不銹鋼高,在較高溫度即發生a→γ轉變,冷卻速率對其相平衡影響遠小于對普通雙相不銹鋼的影響。


(3)超(chao)級雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)HTHAZ的(de)(de)(de)y相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)減(jian)少是(shi)不可(ke)避免的(de)(de)(de),但仍會析出(chu)一部(bu)分γ相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)。如果γ相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)量能布滿α相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)晶界(jie),消除了(le)α/α晶界(jie),而(er)形成a/y相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)界(jie)時,這(zhe)種組織(zhi)的(de)(de)(de)焊(han)接(jie)接(jie)頭性能是(shi)良好的(de)(de)(de)。相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)比例達到50/50的(de)(de)(de)雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)HTHAZ的(de)(de)(de)組織(zhi)中雖然發(fa)生y相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)含(han)量的(de)(de)(de)下降,但仍有15%~30%的(de)(de)(de)y相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)析出(chu),其(qi)兩相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)組織(zhi)是(shi)“健全”的(de)(de)(de),不出(chu)現a/α晶界(jie)。一些含(han)氮(dan)雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)和超(chao)級雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)都具備了(le)這(zhe)樣的(de)(de)(de)條件。


(4)在線(xian)能量相(xiang)同時(shi),超(chao)級雙相(xiang)不銹鋼比普通雙相(xiang)不銹鋼的晶粒長(chang)大傾向小。在常用的冷卻速率(lv)下,超(chao)級雙相(xiang)不銹鋼一般不會(hui)有金屬間化合(he)物析出(圖(tu)9.80)。