雙相不銹鋼具有良好的焊接性,選用合適的焊接材料不會發生焊接熱裂紋和冷裂紋。焊接接頭力學性能也令人滿意,除了焊接接頭具有良好的耐應力腐蝕能力外,其耐點(dian)蝕性能和耐縫(feng)隙腐蝕能力也均優于奧氏體不銹鋼焊接接頭,抗晶間腐蝕能力比奧氏體不銹鋼稍有遜色。但是,焊接接頭近縫區受到焊接熱循環的影響,其過熱區段的鐵素體晶粒不可避免地會粗大,從而將降低該區段的耐蝕性。對此,應從焊接工藝方面采取改善措施。
雙相不銹鋼優良性能的本質在于其化學成分和金相組織,其兩相的比例及分布狀態是決定其性能的最基本因素。
奧(ao)(ao)氏體(ti)型不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)或鐵(tie)素(su)體(ti)型不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)經受熱循環時,通常沒(mei)有(you)激烈的組織(zhi)(zhi)變(bian)化,只是有(you)可能析(xi)出少許的第二相,如碳(tan)化物、氮化物或σ相等,在某(mou)些非穩定(ding)奧(ao)(ao)氏體(ti)鋼(gang)中有(you)可能出現百分之幾的鐵(tie)素(su)體(ti)相。奧(ao)(ao)氏體(ti)-鐵(tie)素(su)體(ti)雙(shuang)(shuang)相不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)則不(bu)(bu)同(tong),如圖4-6所(suo)示(shi)的相圖表明,在1000℃以(yi)下(xia)平衡相比例為50/50左(zuo)右(you)的雙(shuang)(shuang)相不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang),隨著(zhu)溫(wen)度的升高,奧(ao)(ao)氏體(ti)逐(zhu)步減少而鐵(tie)素(su)體(ti)則逐(zhu)步增多(duo),被加熱到1350℃以(yi)上(shang)至固(gu)相線(xian)溫(wen)度區間,其平衡組織(zhi)(zhi)的體(ti)積分數轉變(bian)為100%的鐵(tie)素(su)體(ti)。

1. 焊縫的成分和(he)組(zu)織
從圖4-6中可(ke)知,由(you)于金(jin)屬(shu)熔化(hua)后結晶所(suo)生(sheng)(sheng)成的(de)(de)(de)金(jin)相組(zu)織通(tong)常是(shi)(shi)體(ti)(ti)積分數為100%的(de)(de)(de)鐵素體(ti)(ti),而(er)且(qie)隨后的(de)(de)(de)冷卻(que)過程中,來(lai)不(bu)(bu)(bu)及發生(sheng)(sheng)奧氏體(ti)(ti)的(de)(de)(de)析出。所(suo)以,即使是(shi)(shi)在(zai)大(da)大(da)降低焊縫的(de)(de)(de)冷卻(que)速度(du)(暫不(bu)(bu)(bu)說這將對(dui)熱影(ying)響性(xing)能產生(sheng)(sheng)不(bu)(bu)(bu)利影(ying)響),奧氏體(ti)(ti)相的(de)(de)(de)份(fen)額也(ye)(ye)不(bu)(bu)(bu)能增大(da)多(duo)少(shao),根本無(wu)法(fa)解決(jue)鐵素體(ti)(ti)占絕對(dui)優勢的(de)(de)(de)問題。這樣的(de)(de)(de)焊縫金(jin)屬(shu)不(bu)(bu)(bu)僅耐(nai)蝕性(xing)低下,而(er)且(qie)塑性(xing)也(ye)(ye)不(bu)(bu)(bu)良。這一(yi)現(xian)象(xiang)在(zai)焊接(jie)其他牌號的(de)(de)(de)雙相不(bu)(bu)(bu)銹鋼時,也(ye)(ye)會不(bu)(bu)(bu)同程度(du)的(de)(de)(de)出現(xian)。
總之,相(xiang)比例(li)(li)是決定雙相(xiang)不銹鋼性能的至關重要的因素。為了得到(dao)相(xiang)組(zu)成(cheng)比例(li)(li)較為理想的焊縫金屬,要采取以(yi)下措施:
①. 增加焊縫(feng)金(jin)屬中奧(ao)(ao)氏體(ti)化合金(jin)元素。例如,用氮對焊縫(feng)金(jin)屬合金(jin)化,或將其成分中鎳質量分數提高到10%左右。這樣就(jiu)可能獲得奧(ao)(ao)氏體(ti)體(ti)積分數不少(shao)于30%~40%的(de)焊縫(feng)金(jin)屬。
②. 通過(guo)焊接工(gong)藝(yi)(例(li)如小(xiao)的熱輸入)來獲取比(bi)較細小(xiao)的、比(bi)較均勻的兩相混合組織,有利(li)于提高焊縫的多方面性能(neng)。
焊縫(feng)金屬(shu)受到隨后焊道的熱影響,其中(zhong)的二次轉變奧氏體(ti)含(han)量有所(suo)上升(sheng)。因此,有時可以利用(yong)“退(tui)火(huo)”焊縫(feng)來改(gai)善焊縫(feng)性能,例如,在薄板焊縫(feng)的背面(mian)加“退(tui)火(huo)”焊縫(feng)來改(gai)善正(zheng)面(mian)焊縫(feng)的性能。但焊后需(xu)要將“退(tui)火(huo)”焊縫(feng)打(da)磨掉,這種(zhong)辦法則(ze)由于費(fei)工時,只有在特(te)殊情況下(xia)才(cai)被(bei)采(cai)用(yong)。
2. 精熱影唱想入米取(qu)的(de)工藝措(cuo)施(shi)
在(zai)焊(han)接(jie)過(guo)程(cheng)中(zhong),由于(yu)焊(han)接(jie)加熱的(de)(de)(de)(de)(de)快速性和(he)短(duan)暫性,鐵(tie)素(su)(su)體(ti)+奧(ao)氏(shi)體(ti)轉(zhuan)變(bian)成(cheng)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)相變(bian)并不(bu)能完(wan)成(cheng)。在(zai)焊(han)縫金(jin)(jin)屬組(zu)織中(zhong)尚(shang)存(cun)有(you)相當(dang)(dang)數量的(de)(de)(de)(de)(de)奧(ao)氏(shi)體(ti),金(jin)(jin)屬就(jiu)開始了降溫(wen)(wen)。待降溫(wen)(wen)到(dao)某(mou)平(ping)衡溫(wen)(wen)度(du)以(yi)下(xia),金(jin)(jin)屬組(zu)織又(you)會(hui)發生逆轉(zhuan)變(bian)即鐵(tie)素(su)(su)體(ti)轉(zhuan)為二次奧(ao)氏(shi)體(ti)。同樣由于(yu)熱循(xun)環的(de)(de)(de)(de)(de)短(duan)暫,再加之此(ci)時溫(wen)(wen)度(du)已降得較低,該逆轉(zhuan)變(bian)為二次奧(ao)氏(shi)體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)數量也(ye)不(bu)會(hui)很多,因此(ci)該區(qu)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)份額占得較大(da)而(er)奧(ao)氏(shi)體(ti)份額較少。而(er)且,此(ci)時的(de)(de)(de)(de)(de)兩(liang)相組(zu)織狀(zhuang)態已大(da)大(da)不(bu)同于(yu)原(yuan)先(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)排列。原(yuan)先(xian)軋制狀(zhuang)態下(xia)成(cheng)條帶狀(zhuang)的(de)(de)(de)(de)(de)同奧(ao)氏(shi)體(ti)混(hun)存(cun)的(de)(de)(de)(de)(de)鐵(tie)素(su)(su)體(ti),向等(deng)軸狀(zhuang)結晶(jing)發展(zhan)、長大(da);而(er)原(yuan)來呈條帶狀(zhuang)的(de)(de)(de)(de)(de)奧(ao)氏(shi)體(ti)走向消失,冷(leng)卻過(guo)程(cheng)中(zhong)從鐵(tie)素(su)(su)體(ti)中(zhong)轉(zhuan)變(bian)出來的(de)(de)(de)(de)(de)二次奧(ao)氏(shi)體(ti)則呈雜亂的(de)(de)(de)(de)(de)竹葉狀(zhuang)在(zai)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)晶(jing)間和(he)晶(jing)內(nei)先(xian)后出現(xian)。所以(yi)說(shuo)在(zai)焊(han)接(jie)熱影響(xiang)區(qu)段的(de)(de)(de)(de)(de)組(zu)織劣化不(bu)僅(jin)表現(xian)為相比(bi)例失調,而(er)且還失去了最有(you)利于(yu)阻礙應力腐蝕裂(lie)紋(wen)擴展(zhan)的(de)(de)(de)(de)(de)兩(liang)相分(fen)布狀(zhuang)況-兩(liang)相呈條帶疊置狀(zhuang)。應當(dang)(dang)注意,一旦形成(cheng)了粗大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)等(deng)軸晶(jing),就(jiu)很難通過(guo)熱處理(li)或其他措(cuo)施(shi)予以(yi)恢復。
為了(le)使焊接接頭熱影響區各項(xiang)性(xing)能指(zhi)標與其他部位相同,可采取下(xia)列措施:
a. 一(yi)定要用盡(jin)量小(xiao)的熱(re)輸(shu)大(da)施焊。一(yi)旦由于過(guo)熱(re)會導(dao)致(zhi)形(xing)成大(da)晶粒鐵素(su)體,就很難保持或恢復(fu)雙相不(bu)銹鋼的優良性能。
b. 為使(shi)焊(han)接接頭的熱影響區的相(xiang)比例與母材相(xiang)當,可對焊(han)接接頭通過固溶處理(li)來(lai)實現(xian),但(dan)費工、費時,還消耗大(da)量能源以及引起(qi)結構變形等(deng)問題,很難(nan)達到理(li)想(xiang)的效(xiao)果。
c. 通過對焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭進行再一次的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)熱(re)循環,使焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)熱(re)影(ying)響區(qu)的(de)(de)奧(ao)氏體相(xiang)進一步析(xi)出,增加(jia)奧(ao)氏體金屬(shu)相(xiang)數量且(qie)能(neng)細化(hua)鐵素(su)體晶粒(li),減少碳化(hua)物和氮化(hua)物從(cong)晶內和晶界析(xi)出。采用的(de)(de)方法是對接(jie)(jie)觸(chu)介質的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)先進行施焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)。對于單道焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng),則(ze)在(zai)非接(jie)(jie)觸(chu)工(gong)作(zuo)(zuo)介質面(mian)的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)上,加(jia)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)一層工(gong)藝(yi)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng),若(ruo)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)的(de)(de)余(yu)高(gao)超標時,應修磨焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)高(gao)度;對于多層焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)時,除(chu)了用小的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)熱(re)輸入的(de)(de)多層多道焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)外(wai),必要時也可(ke)以增加(jia)工(gong)藝(yi)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)來改善工(gong)作(zuo)(zuo)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)的(de)(de)熱(re)影(ying)響區(qu)性能(neng)。
d. 采用奧氏體相占比(bi)例大(da)的焊(han)接材料(liao),來(lai)提高焊(han)縫金屬中奧氏體的比(bi)例,對提高焊(han)縫金屬的塑(su)性(xing)、韌性(xing)和耐蝕性(xing)均是(shi)有益的。

