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,其耐點蝕性能和耐縫(feng)隙腐蝕(shi)能力也均優于奧氏體不銹(xiu)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(xiang)不(bu)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(shi)體(ti)(ti)型不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)或(huo)(huo)鐵素(su)(su)(su)體(ti)(ti)型不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)經(jing)受熱(re)循(xun)環(huan)時,通常(chang)沒有激烈的(de)(de)組(zu)織變化,只是(shi)有可能析出少(shao)許的(de)(de)第二相(xiang)(xiang)(xiang),如碳化物(wu)、氮(dan)化物(wu)或(huo)(huo)σ相(xiang)(xiang)(xiang)等,在某(mou)些(xie)非(fei)穩定奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)鋼(gang)中(zhong)有可能出現百(bai)分之幾的(de)(de)鐵素(su)(su)(su)體(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)。奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)-鐵素(su)(su)(su)體(ti)(ti)雙相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)則(ze)不(bu)(bu)同(tong),如圖(tu)4-6所(suo)示的(de)(de)相(xiang)(xiang)(xiang)圖(tu)表明,在1000℃以下平衡(heng)相(xiang)(xiang)(xiang)比(bi)例為50/50左右(you)的(de)(de)雙相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang),隨著溫度的(de)(de)升高,奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)逐(zhu)步減少(shao)而(er)鐵素(su)(su)(su)體(ti)(ti)則(ze)逐(zhu)步增(zeng)多,被加熱(re)到(dao)1350℃以上至固(gu)相(xiang)(xiang)(xiang)線溫度區間,其(qi)平衡(heng)組(zu)織的(de)(de)體(ti)(ti)積(ji)分數(shu)轉變為100%的(de)(de)鐵素(su)(su)(su)體(ti)(ti)。

1. 焊(han)縫的(de)成分和組織(zhi)
從圖4-6中可知,由于金(jin)(jin)屬(shu)熔化后結晶所(suo)生成的(de)(de)金(jin)(jin)相組織通常是體(ti)(ti)積分數為100%的(de)(de)鐵素(su)體(ti)(ti),而(er)(er)且隨后的(de)(de)冷卻過程(cheng)中,來不及發生奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)的(de)(de)析出。所(suo)以(yi),即使是在大(da)大(da)降低焊縫的(de)(de)冷卻速度(暫不說(shuo)這(zhe)將對(dui)熱(re)影響性能(neng)產生不利(li)影響),奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)相的(de)(de)份額也(ye)不能(neng)增(zeng)大(da)多少,根本(ben)無(wu)法解決鐵素(su)體(ti)(ti)占絕對(dui)優(you)勢的(de)(de)問題。這(zhe)樣(yang)的(de)(de)焊縫金(jin)(jin)屬(shu)不僅耐(nai)蝕(shi)性低下,而(er)(er)且塑性也(ye)不良。這(zhe)一現(xian)象在焊接其(qi)他牌(pai)號的(de)(de)雙相不銹鋼(gang)時,也(ye)會不同程(cheng)度的(de)(de)出現(xian)。
總之,相(xiang)比例(li)是決定雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼性能的至(zhi)關重要(yao)的因素(su)。為了(le)得到相(xiang)組(zu)成比例(li)較為理想的焊(han)縫金(jin)屬,要(yao)采取(qu)以下措施:
①. 增加焊縫(feng)(feng)金(jin)(jin)(jin)屬中(zhong)奧氏(shi)體化合(he)金(jin)(jin)(jin)元(yuan)素。例如,用氮對焊縫(feng)(feng)金(jin)(jin)(jin)屬合(he)金(jin)(jin)(jin)化,或將其(qi)成分(fen)中(zhong)鎳質量分(fen)數提高到10%左右。這樣就可(ke)能獲得奧氏(shi)體體積(ji)分(fen)數不少于30%~40%的(de)焊縫(feng)(feng)金(jin)(jin)(jin)屬。
②. 通過(guo)焊(han)接工藝(例如小的(de)熱輸入)來獲取比(bi)(bi)較細(xi)小的(de)、比(bi)(bi)較均勻的(de)兩相混合組織,有利于(yu)提高焊(han)縫的(de)多方面性能。
焊(han)(han)(han)縫(feng)金(jin)屬受到隨(sui)后(hou)焊(han)(han)(han)道的(de)(de)熱(re)影響(xiang),其中的(de)(de)二次轉變奧氏(shi)體含量(liang)有所上(shang)升。因此,有時可(ke)以(yi)利用(yong)“退(tui)火”焊(han)(han)(han)縫(feng)來改善焊(han)(han)(han)縫(feng)性(xing)能,例(li)如,在薄板焊(han)(han)(han)縫(feng)的(de)(de)背面加“退(tui)火”焊(han)(han)(han)縫(feng)來改善正(zheng)面焊(han)(han)(han)縫(feng)的(de)(de)性(xing)能。但焊(han)(han)(han)后(hou)需要將“退(tui)火”焊(han)(han)(han)縫(feng)打磨掉,這種辦法則由于費工時,只(zhi)有在特殊情(qing)況下才被采用(yong)。
2. 精(jing)熱影唱(chang)想入米(mi)取的工藝措施(shi)
在(zai)焊接過(guo)程中,由于(yu)焊接加(jia)熱(re)的(de)(de)(de)(de)(de)快速性和短暫性,鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)+奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)轉(zhuan)變(bian)成(cheng)鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)(xiang)變(bian)并(bing)不能完成(cheng)。在(zai)焊縫金屬組(zu)織中尚存有相(xiang)(xiang)(xiang)當(dang)數(shu)量的(de)(de)(de)(de)(de)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti),金屬就(jiu)開始了(le)降(jiang)溫(wen)。待降(jiang)溫(wen)到某平(ping)衡溫(wen)度(du)以(yi)下(xia)(xia),金屬組(zu)織又(you)會(hui)發生(sheng)逆(ni)轉(zhuan)變(bian)即鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)轉(zhuan)為(wei)二(er)次奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)。同樣由于(yu)熱(re)循環的(de)(de)(de)(de)(de)短暫,再加(jia)之此(ci)時溫(wen)度(du)已降(jiang)得(de)較(jiao)低,該逆(ni)轉(zhuan)變(bian)為(wei)二(er)次奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)數(shu)量也不會(hui)很(hen)多,因此(ci)該區中的(de)(de)(de)(de)(de)鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)份額占得(de)較(jiao)大而(er)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)份額較(jiao)少(shao)。而(er)且,此(ci)時的(de)(de)(de)(de)(de)兩相(xiang)(xiang)(xiang)組(zu)織狀(zhuang)(zhuang)態已大大不同于(yu)原先(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)排列。原先(xian)軋制狀(zhuang)(zhuang)態下(xia)(xia)成(cheng)條(tiao)帶狀(zhuang)(zhuang)的(de)(de)(de)(de)(de)同奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)混存的(de)(de)(de)(de)(de)鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti),向等(deng)軸(zhou)狀(zhuang)(zhuang)結晶(jing)發展、長大;而(er)原來(lai)呈(cheng)條(tiao)帶狀(zhuang)(zhuang)的(de)(de)(de)(de)(de)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)走(zou)向消失,冷卻過(guo)程中從鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)中轉(zhuan)變(bian)出來(lai)的(de)(de)(de)(de)(de)二(er)次奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)則呈(cheng)雜亂(luan)的(de)(de)(de)(de)(de)竹(zhu)葉狀(zhuang)(zhuang)在(zai)鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)晶(jing)間和晶(jing)內先(xian)后出現(xian)。所以(yi)說在(zai)焊接熱(re)影響(xiang)區段的(de)(de)(de)(de)(de)組(zu)織劣化(hua)不僅表現(xian)為(wei)相(xiang)(xiang)(xiang)比例(li)失調,而(er)且還失去了(le)最有利于(yu)阻(zu)礙(ai)應力(li)腐蝕裂紋擴展的(de)(de)(de)(de)(de)兩相(xiang)(xiang)(xiang)分布狀(zhuang)(zhuang)況(kuang)-兩相(xiang)(xiang)(xiang)呈(cheng)條(tiao)帶疊置狀(zhuang)(zhuang)。應當(dang)注意(yi),一旦形成(cheng)了(le)粗(cu)大的(de)(de)(de)(de)(de)等(deng)軸(zhou)晶(jing),就(jiu)很(hen)難通過(guo)熱(re)處理或其他措(cuo)施予(yu)以(yi)恢復。
為了使焊接(jie)接(jie)頭熱影響區各項(xiang)性(xing)能指標與其他部位(wei)相同,可采取下列措施:
a. 一(yi)定要用盡量(liang)小的(de)熱(re)輸大(da)施(shi)焊。一(yi)旦由于過熱(re)會導致形成大(da)晶粒鐵素體(ti),就很(hen)難(nan)保(bao)持(chi)或(huo)恢復(fu)雙相不(bu)銹(xiu)鋼的(de)優良性能。
b. 為使焊(han)接(jie)接(jie)頭的(de)熱影響區的(de)相(xiang)比(bi)例與母(mu)材相(xiang)當(dang),可對焊(han)接(jie)接(jie)頭通過固(gu)溶處理(li)來(lai)實(shi)現,但(dan)費工、費時,還消耗大(da)量能(neng)源以及(ji)引起結構變形等(deng)問(wen)題,很難(nan)達到理(li)想的(de)效果(guo)。
c. 通(tong)過對(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)接接頭進(jin)行(xing)再一次的(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)接熱(re)(re)循環(huan),使焊(han)(han)(han)(han)(han)接熱(re)(re)影響(xiang)區的(de)奧氏(shi)體(ti)相(xiang)進(jin)一步析(xi)出,增(zeng)加(jia)奧氏(shi)體(ti)金屬相(xiang)數(shu)量且能細化(hua)(hua)鐵素體(ti)晶(jing)粒,減少碳化(hua)(hua)物(wu)和氮化(hua)(hua)物(wu)從(cong)晶(jing)內和晶(jing)界析(xi)出。采用(yong)的(de)方法是(shi)對(dui)接觸(chu)(chu)介質(zhi)的(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)先進(jin)行(xing)施焊(han)(han)(han)(han)(han)。對(dui)于單道焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng),則在非接觸(chu)(chu)工(gong)(gong)作介質(zhi)面(mian)的(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)上,加(jia)焊(han)(han)(han)(han)(han)一層(ceng)工(gong)(gong)藝焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng),若焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)的(de)余(yu)高(gao)超標時(shi)(shi)(shi),應修磨焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)高(gao)度(du);對(dui)于多(duo)層(ceng)焊(han)(han)(han)(han)(han)時(shi)(shi)(shi),除了用(yong)小的(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)接熱(re)(re)輸入(ru)的(de)多(duo)層(ceng)多(duo)道焊(han)(han)(han)(han)(han)外,必要時(shi)(shi)(shi)也可以增(zeng)加(jia)工(gong)(gong)藝焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)來改(gai)善工(gong)(gong)作焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)的(de)熱(re)(re)影響(xiang)區性能。
d. 采用奧氏(shi)體(ti)相占比(bi)例大的焊(han)(han)(han)接材(cai)料(liao),來提高焊(han)(han)(han)縫(feng)金屬(shu)中奧氏(shi)體(ti)的比(bi)例,對(dui)提高焊(han)(han)(han)縫(feng)金屬(shu)的塑性(xing)、韌(ren)性(xing)和耐蝕性(xing)均是有(you)益(yi)的。

