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。


80.jpg84.jpg


超(chao)級雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼與普(pu)通雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼的區(qu)別(bie)在(zai)于含有較低的碳、較高的鉬(mu)和氮(dan)。兩(liang)類鋼焊接HAZ組(zu)織轉變的主要差別(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)超級雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹鋼(gang)HTHAZ的(de)y相(xiang)減少是(shi)不(bu)可避免(mian)的(de),但(dan)仍會析出一部分γ相(xiang)。如(ru)果(guo)γ相(xiang)的(de)量能布滿α相(xiang)晶(jing)界(jie)(jie),消除了α/α晶(jing)界(jie)(jie),而形成a/y相(xiang)界(jie)(jie)時(shi),這種(zhong)組(zu)織的(de)焊接接頭性(xing)能是(shi)良好(hao)的(de)。相(xiang)比例達到(dao)50/50的(de)雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹鋼(gang)的(de)HTHAZ的(de)組(zu)織中(zhong)雖然發生y相(xiang)含量的(de)下降,但(dan)仍有15%~30%的(de)y相(xiang)析出,其(qi)兩相(xiang)組(zu)織是(shi)“健全(quan)”的(de),不(bu)出現a/α晶(jing)界(jie)(jie)。一些含氮(dan)雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹鋼(gang)和超級雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹鋼(gang)都(dou)具備了這樣的(de)條(tiao)件。


(4)在(zai)線能量(liang)相同時,超(chao)級雙相不銹鋼(gang)(gang)比普通雙相不銹鋼(gang)(gang)的(de)晶(jing)粒長大傾向小。在(zai)常用的(de)冷(leng)卻速率下,超(chao)級雙相不銹鋼(gang)(gang)一般不會(hui)有金屬間化(hua)合(he)物析出(圖9.80)。