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(gang) 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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超級雙(shuang)相不銹鋼與普通雙(shuang)相不銹鋼的(de)區別(bie)(bie)在于含(han)有較低的(de)碳、較高的(de)鉬和氮。兩類鋼焊(han)接HAZ組織轉變(bian)的(de)主要(yao)差別(bie)(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)超級雙相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)HTHAZ的(de)(de)(de)(de)(de)(de)y相(xiang)(xiang)減少是(shi)不(bu)可避免的(de)(de)(de)(de)(de)(de),但(dan)仍會析(xi)出(chu)一(yi)部(bu)分γ相(xiang)(xiang)。如果γ相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)量(liang)能布(bu)滿(man)α相(xiang)(xiang)晶(jing)界(jie),消除(chu)了α/α晶(jing)界(jie),而形成(cheng)a/y相(xiang)(xiang)界(jie)時(shi),這種組(zu)織(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)焊接接頭性能是(shi)良好的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。相(xiang)(xiang)比例達到50/50的(de)(de)(de)(de)(de)(de)雙相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)HTHAZ的(de)(de)(de)(de)(de)(de)組(zu)織(zhi)中(zhong)雖然發生(sheng)y相(xiang)(xiang)含(han)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)下降,但(dan)仍有15%~30%的(de)(de)(de)(de)(de)(de)y相(xiang)(xiang)析(xi)出(chu),其兩相(xiang)(xiang)組(zu)織(zhi)是(shi)“健(jian)全”的(de)(de)(de)(de)(de)(de),不(bu)出(chu)現a/α晶(jing)界(jie)。一(yi)些含(han)氮(dan)雙相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)和超級雙相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)都具備(bei)了這樣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)條件。


(4)在(zai)線能量(liang)相(xiang)同時,超級(ji)雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹鋼(gang)比普通雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹鋼(gang)的晶粒長大(da)傾向小。在(zai)常(chang)用的冷卻速率下(xia),超級(ji)雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹鋼(gang)一(yi)般不(bu)會有金屬間化(hua)合物析(xi)出(圖9.80)。