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(xiang)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022Cr22Ni5Mo3N、022Cr25Ni7Mo4WCuN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。


超(chao)級雙相不銹(xiu)鋼與普(pu)通雙相不銹(xiu)鋼的區別在于含有較低(di)的碳、較高(gao)的鉬和氮。兩類鋼焊接(jie)HAZ組織轉變的主要差別為:
(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)超級(ji)雙(shuang)相(xiang)不銹鋼(gang)HTHAZ的(de)y相(xiang)減少是(shi)(shi)不可避免的(de),但(dan)仍(reng)會析出(chu)一(yi)部分γ相(xiang)。如果(guo)γ相(xiang)的(de)量能(neng)布滿α相(xiang)晶(jing)界(jie),消除了α/α晶(jing)界(jie),而形成a/y相(xiang)界(jie)時(shi),這(zhe)種組織(zhi)的(de)焊接接頭性(xing)能(neng)是(shi)(shi)良好的(de)。相(xiang)比例(li)達到50/50的(de)雙(shuang)相(xiang)不銹鋼(gang)的(de)HTHAZ的(de)組織(zhi)中雖然發生(sheng)y相(xiang)含量的(de)下降(jiang),但(dan)仍(reng)有15%~30%的(de)y相(xiang)析出(chu),其兩相(xiang)組織(zhi)是(shi)(shi)“健全”的(de),不出(chu)現(xian)a/α晶(jing)界(jie)。一(yi)些含氮雙(shuang)相(xiang)不銹鋼(gang)和超級(ji)雙(shuang)相(xiang)不銹鋼(gang)都(dou)具備了這(zhe)樣的(de)條件。
(4)在(zai)線能量相(xiang)同(tong)時,超(chao)級雙相(xiang)不(bu)銹鋼比普通雙相(xiang)不(bu)銹鋼的晶粒長大傾向(xiang)小。在(zai)常(chang)用的冷卻速率(lv)下,超(chao)級雙相(xiang)不(bu)銹鋼一般不(bu)會有金屬(shu)間化合物析出(chu)(圖9.80)。

