許多焊接方法都可用于不(bu)銹鋼的焊接，但對于不同類型的不銹鋼，由于其組織與性能存在較大的差異，焊接性也各不相同，因此，不同的焊接方法對于不同類型的不銹鋼具有不同的適用性。在選擇焊接方法時，要根據不銹鋼母材的焊接性，對焊接接頭力學性能、耐腐蝕性能的綜合要求來確定。例如埋弧焊是一種高效優質的焊接方法，對于含有少量鐵素體的奧氏體不銹鋼焊縫來講，通常不會產生焊接熱裂紋，但對于純奧氏體不銹鋼焊縫，由于許多焊劑向焊縫金屬中增硅，焊縫金屬容易形成粗大的單相奧氏體柱狀晶，焊縫金屬的熱裂紋敏感性大，因此一般不采用埋弧焊焊接純奧氏體不銹鋼，除非采用特殊的焊劑。當焊接接頭的腐蝕性要求高時，鎢極氬焊等惰性氣體保護焊具有明顯的優勢。對于一些特種焊接方法，如電阻點焊、縫焊、閃光焊及螺柱焊，也可用于不銹鋼的焊接，與普通低碳鋼相比，由于不銹鋼具有較高的電阻和較高的強度，因此需要較低的焊接電流和較大的壓力或頂鍛力。釬焊也廣泛應用于不銹鋼的連接，母材類型不同，釬焊溫度也不同，與普通碳鋼相比，不銹鋼用釬劑有較強的腐蝕性，為了防止殘留的釬劑對釬焊接頭的腐蝕，需對釬焊接頭予以仔細的清理。現如今所應用的不銹鋼有奧氏體不銹鋼和雙相不銹鋼, 所以對這兩種類型的不銹鋼的焊接進行重點介紹。
一(yi)、奧氏體不(bu)銹鋼(gang)的焊接(jie)
1. 奧氏(shi)體不(bu)銹鋼的概述
奧(ao)氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)代表(biao)了(le)整個(ge)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)系(xi)(xi)列(lie)中(zhong)最大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)個(ge)類別(bie)，生產的(de)(de)(de)(de)(de)噸位高于(yu)其他任何一(yi)(yi)種類別(bie)。它(ta)們(men)在(zai)絕大(da)(da)多數(shu)環境中(zhong)具有(you)良好的(de)(de)(de)(de)(de)耐腐(fu)蝕性。奧(ao)氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)具有(you)和低(di)(di)碳(tan)(tan)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)相當的(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)度(du)(du)(du)(du)，室溫(wen)(wen)(wen)時(shi)最低(di)(di)屈服強(qiang)度(du)(du)(du)(du)約(yue)為(wei)210MPa（30ksi），然(ran)而不能(neng)相變(bian)(bian)強(qiang)化(hua)(hua)(hua)(hua)。由(you)于(yu)這(zhe)類鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)低(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)沖擊韌度(du)(du)(du)(du)好而可(ke)(ke)用(yong)于(yu)低(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)工作(zuo)(zuo)環境。其高溫(wen)(wen)(wen)工作(zuo)(zuo)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)可(ke)(ke)達760℃或(huo)者更(geng)高，但是(shi)(shi)大(da)(da)部分鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)在(zai)這(zhe)么高的(de)(de)(de)(de)(de)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)下強(qiang)度(du)(du)(du)(du)和抗(kang)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)能(neng)力(li)(li)是(shi)(shi)有(you)限的(de)(de)(de)(de)(de)。奧(ao)氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)可(ke)(ke)以(yi)(yi)通(tong)過(guo)冷(leng)作(zuo)(zuo)硬化(hua)(hua)(hua)(hua)而有(you)效地強(qiang)化(hua)(hua)(hua)(hua)。它(ta)們(men)經(jing)常(chang)用(yong)于(yu)要(yao)(yao)求有(you)很(hen)耐大(da)(da)氣腐(fu)蝕或(huo)耐高溫(wen)(wen)(wen)腐(fu)蝕能(neng)力(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)工作(zuo)(zuo)場合(he)。只(zhi)要(yao)(yao)按照正確的(de)(de)(de)(de)(de)工藝規(gui)范施焊(han)，這(zhe)類鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)都是(shi)(shi)可(ke)(ke)以(yi)(yi)焊(han)接的(de)(de)(de)(de)(de)。在(zai)這(zhe)類鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)中(zhong)添加(jia)大(da)(da)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)奧(ao)氏體(ti)形成元素，特(te)別(bie)是(shi)(shi)鎳(nie)（一(yi)(yi)般(ban)w（Cr）=8%），其他的(de)(de)(de)(de)(de)奧(ao)氏體(ti)形成元素是(shi)(shi)C、N和Cu。碳(tan)(tan)和氮(dan)(dan)是(shi)(shi)強(qiang)奧(ao)氏體(ti)形成元素，這(zhe)可(ke)(ke)以(yi)(yi)從鎳(nie)當量(liang)公式中(zhong)各系(xi)(xi)數(shu)值可(ke)(ke)看(kan)出：Nieq=Ni+35C+20N+0.25Cu，加(jia)碳(tan)(tan)是(shi)(shi)為(wei)了(le)改進(jin)高溫(wen)(wen)(wen)強(qiang)度(du)(du)(du)(du)（蠕變(bian)(bian)強(qiang)度(du)(du)(du)(du)）。在(zai)某些鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)中(zhong)加(jia)入氮(dan)(dan)主要(yao)(yao)是(shi)(shi)為(wei)了(le)改進(jin)室溫(wen)(wen)(wen)強(qiang)度(du)(du)(du)(du)和低(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)強(qiang)度(du)(du)(du)(du)，有(you)時(shi)可(ke)(ke)以(yi)(yi)提高一(yi)(yi)倍多，用(yong)氮(dan)(dan)強(qiang)化(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)經(jing)常(chang)在(zai)它(ta)們(men)的(de)(de)(de)(de)(de)AISI 300系(xi)(xi)列(lie)型(xing)號后面標注一(yi)(yi)個(ge)后綴N，如(ru)304LN。AISI 200系(xi)(xi)列(lie)（如(ru)201）也是(shi)(shi)氮(dan)(dan)強(qiang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)，經(jing)常(chang)使(shi)用(yong)各種商業名(ming)稱，例如(ru)：Nitronic.
奧(ao)氏(shi)體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼一般具有較(jiao)好的(de)(de)韌度和延性(xing)，在(zai)拉伸加載時顯(xian)示出很高(gao)的(de)(de)斷后(hou)伸長率(lv)。由于鋼中合金含量較(jiao)高(gao)，所以比(bi)馬氏(shi)體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼、低(di)(di)鉻和中鉻鐵素體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼要貴(gui)。盡管鋼本(ben)身價格高(gao)，但提供了(le)突出的(de)(de)工程制(zhi)造方面的(de)(de)優點(dian)，特(te)別是(shi)(shi)良好成形性(xing)和焊(han)接(jie)性(xing)，因而和其他類(lei)(lei)的(de)(de)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼比(bi)較(jiao)，經常降低(di)(di)了(le)總的(de)(de)成本(ben)。奧(ao)氏(shi)體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼雖然(ran)有很多種類(lei)(lei)，但300系列(lie)是(shi)(shi)最(zui)老的(de)(de)也是(shi)(shi)應用最(zui)廣(guang)的(de)(de)。這(zhe)類(lei)(lei)鋼大部分是(shi)(shi)在(zai)18Cr-8Ni系的(de)(de)基(ji)礎(chu)上(shang)加入合金元(yuan)素或者是(shi)(shi)進行變質，而得(de)到獨特(te)的(de)(de)性(xing)能(neng)或者使(shi)性(xing)能(neng)更完備(bei)。
304型(xing)不銹鋼是(shi)(shi)這(zhe)個系列鋼的(de)基礎，加(jia)上304L代(dai)表了最常選用(yong)(yong)的(de)奧氏體(ti)不銹鋼。在(zai)316型(xing)不銹鋼中用(yong)(yong)質量(liang)分數大約2%的(de)仩替代(dai)等量(liang)的(de)鉻以(yi)改善耐點蝕能力。在(zai)穩(wen)定化的(de)321和(he)(he)347鋼中分別(bie)少(shao)量(liang)的(de)鈦(tai)和(he)(he)鈮(ni)，它們和(he)(he)碳(tan)結合以(yi)減(jian)少(shao)由于(yu)析出富(fu)鉻碳(tan)化物而引起的(de)晶(jing)間(jian)腐蝕。在(zai)上世紀60年(nian)代(dai)普遍使用(yong)(yong)L類鋼，這(zhe)是(shi)(shi)由于(yu)利用(yong)(yong)AOD（氬(ya)-氧脫碳(tan)）方法(fa)熔煉，降低(di)了標準(zhun)型(xing)（非低(di)碳(tan)鋼）和(he)(he)低(di)碳(tan)型(xing)不銹鋼之間(jian)的(de)價(jia)格差(cha)別(bie)。這(zhe)類低(di)碳(tan)型(xing)號不銹鋼（304L，316L）已經廣泛用(yong)(yong)于(yu)受到(dao)晶(jing)間(jian)侵蝕和(he)(he)晶(jing)間(jian)應力腐蝕的(de)工作場合。
如ASTM A312中(zhong)，最廣泛使用的(de)鋼(gang)材304、316、321和(he)(he)347以(yi)及它們的(de)變(bian)(bian)種鋼(gang)都是(shi)18-8類型，含有(you)的(de)名(ming)義成分(fen)(fen)（質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)分(fen)(fen)數）是(shi)18%鉻和(he)(he)8%鎳(nie)。L類鋼(gang)代表(biao)低碳(tan)(tan)類的(de)變(bian)(bian)種鋼(gang)，其名(ming)義碳(tan)(tan)的(de)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)分(fen)(fen)數是(shi)0.03%。這類鋼(gang)提高(gao)(gao)(gao)了在(zai)腐蝕(shi)環境中(zhong)對(dui)晶間侵蝕(shi)的(de)耐力(li)。H類鋼(gang)碳(tan)(tan)的(de)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)分(fen)(fen)數接近(jin)于0.1%，其高(gao)(gao)(gao)溫(wen)強(qiang)(qiang)度比標準鋼(gang)及L類鋼(gang)高(gao)(gao)(gao)，因而用于高(gao)(gao)(gao)溫(wen)場合(he)。N類鋼(gang)是(shi)在(zai)300系列鋼(gang)中(zhong)有(you)意(yi)加(jia)入質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)分(fen)(fen)數高(gao)(gao)(gao)達0.20%的(de)氮(dan)（300N，316N）碳(tan)(tan)在(zai)含錳的(de)鋼(gang)里氮(dan)的(de)加(jia)入量(liang)(liang)更高(gao)(gao)(gao)（錳增加(jia)氮(dan)在(zai)奧(ao)氏(shi)(shi)體相(xiang)中(zhong)的(de)溶解度）。較高(gao)(gao)(gao)的(de)氮(dan)含量(liang)(liang)可以(yi)增加(jia)奧(ao)氏(shi)(shi)體不(bu)銹鋼(gang)的(de)強(qiang)(qiang)度、抗磨損(sun)和(he)(he)耐點蝕(shi)能力(li)。
含有(you)鈦和(he)鈮的(de)(de)(de)鋼如321和(he)347型(xing)稱為(wei)穩定(ding)化(hua)鋼，因(yin)為(wei)加(jia)入這兩種元素穩定(ding)了碳(tan)，阻止其生(sheng)成M23C6型(xing)鉻(ge)的(de)(de)(de)碳(tan)化(hua)物。由于鈦和(he)鈮的(de)(de)(de)加(jia)入量(liang)達到1.0%（質量(liang)分數）時可(ke)(ke)以有(you)效地減少基本中的(de)(de)(de)碳(tan)含量(liang)使富鉻(ge)碳(tan)化(hua)物的(de)(de)(de)析出(chu)很(hen)困難，這就降低了敏化(hua)的(de)(de)(de)可(ke)(ke)能性，而敏化(hua)會(hui)導致在(zai)奧氏體鋼中產生(sheng)晶間腐(fu)蝕。還有(you)很(hen)多(duo)其他鋼種，包括超(chao)級奧氏體不(bu)銹鋼。由于 這些鋼種獨特的(de)(de)(de)性能及對其焊接性的(de)(de)(de)特殊考慮。
2. 奧氏體不(bu)銹鋼焊(han)接(jie)方法與焊(han)接(jie)材料的選擇
（1）焊接方(fang)法
奧(ao)(ao)氏體體不(bu)銹鋼(gang)具有優良的(de)焊(han)(han)(han)接性(xing)(xing)(xing)，幾乎所有的(de)熔(rong)焊(han)(han)(han)方(fang)法都可用(yong)于奧(ao)(ao)氏體不(bu)銹鋼(gang)的(de)焊(han)(han)(han)接，許多特(te)種焊(han)(han)(han)接方(fang)法，如電(dian)(dian)阻點焊(han)(han)(han)、縫焊(han)(han)(han)、閃光焊(han)(han)(han)、激(ji)光與電(dian)(dian)子束焊(han)(han)(han)、釬(han)焊(han)(han)(han)都是(shi)可用(yong)于奧(ao)(ao)氏體不(bu)銹鋼(gang)，就根據具體的(de)焊(han)(han)(han)接性(xing)(xing)(xing)與接頭(tou)使用(yong)性(xing)(xing)(xing)能(neng)的(de)要(yao)求(qiu)，合理選擇(ze)最佳的(de)焊(han)(han)(han)接方(fang)法。其(qi)中焊(han)(han)(han)條(tiao)電(dian)(dian)弧(hu)焊(han)(han)(han)、鎢極氬弧(hu)焊(han)(han)(han)、熔(rong)化(hua)極惰性(xing)(xing)(xing)氣體保(bao)護(hu)焊(han)(han)(han)、埋(mai)弧(hu)焊(han)(han)(han)是(shi)較為(wei)經濟的(de)焊(han)(han)(han)接方(fang)法。
(2) 焊(han)材選擇
對于奧氏體不銹鋼填充金屬的種(zhong)類，分(fen)(fen)成三個部分(fen)(fen)，反映了AWS按焊接材料各類分(fen)(fen)別設定的三種(zhong)標準。其中：
a. 不銹鋼焊(han)(han)(han)條采用美國標準AWS A5.4標準用于(yu)焊(han)(han)(han)條（我(wo)公司(si)焊(han)(han)(han)材為GES-309，GES316L等）；
b. 不銹鋼焊(han)絲(si)采用美國標(biao)準AWS A5.9、A5.22等(deng)標(biao)準用于實心焊(han)絲(si)和金屬(shu)粉芯焊(han)絲(si)，氣體(ti)保護藥芯焊(han)絲(si)（我公(gong)司焊(han)材(cai)為GTS-309，GTS-316L等(deng)），所選焊(han)絲(si)可(ke)用于氬弧焊(han)、富氬混合氣體(ti)保護焊(han)、二(er)氧化碳氣體(ti)保護焊(han)及(ji)埋(mai)弧焊(han)焊(han)接用填充材(cai)料；
c.不銹(xiu)鋼埋弧焊(han)主(zhu)要選用氧化(hua)性(xing)弱的中性(xing)或堿性(xing)焊(han)劑(ji)。
(3) 高鉬鋼(gang)焊接指南
我公司在M035項目上(shang)用(yong)(yong)的(de)奧氏體(ti)不銹鋼有316L和(he)254SMO（ASTM A258 S31254），其中254SMO是我公司第一(yi)次焊(han)接(jie)的(de)超級奧氏體(ti)不銹鋼材料(liao)，由于其使用(yong)(yong)條件嚴(yan)格（用(yong)(yong)于腐蝕性環境），材料(liao)昂(ang)貴（包括母材和(he)焊(han)材），且焊(han)工不太熟悉，操作性有一(yi)定的(de)難度，因此對焊(han)接(jie)時要求注意的(de)重點列(lie)出用(yong)(yong)以指導焊(han)接(jie)人(ren)員(yuan)和(he)檢驗人(ren)員(yuan)。具體(ti)內容(rong)如下：
為防焊(han)接(jie)(jie)煙塵及(ji)Ar氣對(dui)焊(han)接(jie)(jie)人(ren)員的傷害，焊(han)接(jie)(jie)作業要在通風的環境中進行；
所(suo)有(you)的(de)焊縫(feng)(feng)都應(ying)(ying)該(gai)(gai)略有(you)余高，應(ying)(ying)該(gai)(gai)避免出現平的(de)或(huo)下凹狀(zhuang)的(de)焊縫(feng)(feng)；
焊前一般不需要預(yu)熱(re)，若環(huan)境(jing)溫(wen)度(du)低于2℃，在距(ju)離焊縫區(qu)300mm的范(fan)圍內應至少加熱(re)到(dao)比周(zhou)圍環(huan)境(jing)溫(wen)度(du)高10℃。
層間溫度不能(neng)大于100℃，線能(neng)量不能(neng)超過1.5KJ/mm
焊(han)件表面的(de)金屬氧化物(wu)會(hui)導致(zhi)焊(han)接(jie)缺(que)陷，因此焊(han)前對雜質的(de)清理十分重要，通(tong)常清理范(fan)圍從焊(han)縫(feng)處(chu)向兩側各延伸50mm，清理范(fan)圍應當(dang)包括(kuo)工作坡口加(jia)工的(de)邊(bian)緣以及空心管四周和管子內表面。注意：金屬絲刷(shua)并不能完(wan)全(quan)清理這些(xie)殘留物(wu)，用熱水沖(chong)洗或(huo)擦洗或(huo)許是一個好方法。
焊(han)接盡可能在1G和2F位置進行
焊接接頭設(she)計必須(xu)(xu)使(shi)打(da)底焊能很好(hao)的(de)(de)熔透(tou)，引弧點要(yao)在坡口內，沿坡口出現(xian)的(de)(de)電弧掃掠要(yao)打(da)磨(mo)干凈(jing)。每一起弧與收弧處(chu)必須(xu)(xu)打(da)磨(mo)干凈(jing)。
定位焊(han)需要背部保護氣體，每一個(ge)接頭(tou)都(dou)必須(xu)打磨；
將焊接(jie)處不能接(jie)觸(chu)銅(tong)和黃(huang)銅(tong)（由銅(tong)和鋅組成的(de)(de)(de)銅(tong)合金），因(yin)為銅(tong)和鋅的(de)(de)(de)加(jia)入(ru)可能導致裂紋(wen)的(de)(de)(de)形(xing)成。
二、鐵素體(ti)-奧氏(shi)體(ti)雙(shuang)相(xiang)不銹(xiu)鋼的焊接(jie)
1. 鐵素體-奧氏體雙(shuang)相不銹鋼(gang)的概述
鐵(tie)素(su)體(ti)-奧氏體(ti)雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)名字是(shi)(shi)來自(zi)于(yu)其(qi)室(shi)溫微觀組織，其(qi)中大概(gai)一(yi)(yi)(yi)半是(shi)(shi)鐵(tie)素(su)體(ti)，一(yi)(yi)(yi)半是(shi)(shi)奧氏體(ti)。在(zai)(zai)(zai)20世紀(ji)30年(nian)代就知道有雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)，它時(shi)快時(shi)慢的(de)開(kai)發(fa)過程明(ming)顯地受到(dao)(dao)周期性的(de)鎳短缺(que)的(de)影響(xiang)。直到(dao)(dao)1982年(nian)美國《焊接手冊》也沒有認可(ke)雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)是(shi)(shi)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)中單(dan)獨的(de)一(yi)(yi)(yi)類。在(zai)(zai)(zai)那時(shi)《焊接手冊》把較(jiao)早的(de)一(yi)(yi)(yi)種(zhong)(zhong)雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)-329型不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)列在(zai)(zai)(zai)奧氏體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)中。至少有一(yi)(yi)(yi)家(jia)329型不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)制(zhi)造(zao)商建(jian)議不(bu)(bu)(bu)要(yao)焊接這(zhe)(zhe)種(zhong)(zhong)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)，在(zai)(zai)(zai)20世紀(ji)50年(nian)代開(kai)發(fa)的(de)鑄造(zao)合金CD4MCu焊接后很脆。從上世紀(ji)80年(nian)代初(chu)這(zhe)(zhe)種(zhong)(zhong)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)迅速開(kai)發(fa)，在(zai)(zai)(zai)同一(yi)(yi)(yi)時(shi)期召開(kai)的(de)一(yi)(yi)(yi)系列國際雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)會議編撰的(de)文集中，記錄了(le)這(zhe)(zhe)個開(kai)發(fa)過程。至今這(zhe)(zhe)種(zhong)(zhong)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)已被用(yong)于(yu)廣泛領域，主(zhu)要(yao)用(yong)于(yu)要(yao)求優異耐腐蝕(shi)性的(de)場合。在(zai)(zai)(zai)這(zhe)(zhe)一(yi)(yi)(yi)時(shi)期，鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)焊接和耐腐蝕(shi)性有了(le)明(ming)顯的(de)改善(shan)，這(zhe)(zhe)主(zhu)要(yao)是(shi)(shi)由于(yu)認識到(dao)(dao)氮作為一(yi)(yi)(yi)種(zhong)(zhong)合金元素(su)可(ke)以(yi)起(qi)關(guan)鍵作用(yong)。
雙相不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)是用(yong)在能(neng)充(chong)分發(fa)揮(hui)其優(you)(you)點，即(ji)優(you)(you)異的(de)(de)(de)(de)(de)耐腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)和高強度(du)或者二者兼(jian)有的(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)場(chang)合(he)。因(yin)為它含有比奧氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)更高的(de)(de)(de)(de)(de)鐵素體(ti)相成分，所(suo)以有高的(de)(de)(de)(de)(de)鐵磁性(xing)、高熱傳導(dao)性(xing)和低(di)的(de)(de)(de)(de)(de)線脹系數(shu)(shu)。雙相不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)最(zui)多的(de)(de)(de)(de)(de)是被選用(yong)于(yu)(yu)耐腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)場(chang)合(he)，已(yi)經(jing)在很多可(ke)(ke)能(neng)發(fa)生應(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)裂紋和點蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)環(huan)境中代替(ti)了奧氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)。它們(men)(men)在絕大(da)多數(shu)(shu)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)場(chang)合(he)遠優(you)(you)于(yu)(yu)結構而(er)又(you)具有相當(dang)的(de)(de)(de)(de)(de)強度(du)。譬如雙相不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)已(yi)廣泛用(yong)于(yu)(yu)陸地和海洋(yang)中的(de)(de)(de)(de)(de)油(you)、氣(qi)管道。由(you)于(yu)(yu)雙相不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)在相對不(bu)(bu)高的(de)(de)(de)(de)(de)溫度(du)下就會形成很多脆(cui)性(xing)析出物(wu)，所(suo)以不(bu)(bu)推薦用(yong)于(yu)(yu)超(chao)過(guo)280攝(she)氏(shi)(shi)度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)工作場(chang)合(he)。它們(men)(men)比奧氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)貴，倒不(bu)(bu)是完全(quan)因(yin)為合(he)金(jin)元素貴，而(er)主要是由(you)于(yu)(yu)從(cong)鑄態到最(zui)終的(de)(de)(de)(de)(de)板材、薄板、管件的(de)(de)(de)(de)(de)加工費用(yong)貴。然而(er)它們(men)(men)提供了優(you)(you)異的(de)(de)(de)(de)(de)而(er)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)并可(ke)(ke)降低(di)重量，在中等程度(du)侵蝕(shi)(shi)性(xing)介質中可(ke)(ke)能(neng)用(yong)來代替(ti)某些鎳(nie)基(ji)合(he)金(jin)，而(er)價(jia)格僅為原來的(de)(de)(de)(de)(de)幾分之一。
雙相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)典(dian)型的(de)(de)(de)(de)(de)屈服強(qiang)度大(da)約是(shi)425MPa，和(he)奧(ao)氏體不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)210MPa比較強(qiang)度要高(gao)得多(duo)。因為雙相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)度高(gao)，其硬度也高(gao)，所以(yi)在要求耐(nai)腐蝕同時要求耐(nai)磨損的(de)(de)(de)(de)(de)場合，這種鋼(gang)更(geng)有(you)(you)優勢。與(yu)此同時，雙相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)具(ju)有(you)(you)良好的(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)接性(xing)(xing)，與(yu)鐵(tie)素體不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)及(ji)奧(ao)氏體不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)相(xiang)(xiang)比，它既不(bu)(bu)(bu)像(xiang)鐵(tie)素體不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)接熱(re)影響區，由于晶粒嚴(yan)重粗化而使塑韌性(xing)(xing)大(da)幅度降低，也不(bu)(bu)(bu)像(xiang)奧(ao)氏體不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)那樣，對焊(han)接熱(re)裂紋(wen)比較敏感。當今大(da)多(duo)數的(de)(de)(de)(de)(de)雙相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)都是(shi)有(you)(you)好的(de)(de)(de)(de)(de)韌度和(he)延性(xing)(xing)，然而它們在低溫(wen)時有(you)(you)韌脆轉變，所以(yi)一般(ban)不(bu)(bu)(bu)適(shi)合用于低溫(wen)。雙 不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)工作(zuo)溫(wen)度范圍一般(ban)限(xian)于-40～280攝氏度。
雙相(xiang)(xiang)不(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)線脹系數和(he)碳(tan)鋼(gang)(gang)、低合(he)金鋼(gang)(gang)接(jie)近。由于(yu)這種(zhong)相(xiang)(xiang)似性，這種(zhong)鋼(gang)(gang)也可用(yong)于(yu)需要(yao)雙相(xiang)(xiang)不(bu)銹鋼(gang)(gang)和(he)碳(tan)鋼(gang)(gang)配合(he)使(shi)用(yong)的(de)高壓容器類的(de)結構。這種(zhong)情(qing)況下，相(xiang)(xiang)對(dui)于(yu)使(shi)用(yong)奧氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)(gang)，能減少(shao)由于(yu)熱膨(peng)脹不(bu)同引起的(de)熱應力。然而由于(yu)雙相(xiang)(xiang)不(bu)銹鋼(gang)(gang)中(zhong)析(xi)出反(fan)應在較低溫度下發(fa)生，因(yin)而它不(bu)適宜用(yong)于(yu)需要(yao)進行(xing)消除應力熱處(chu)理(li)（焊后熱處(chu)理(li)）的(de)場合(he)。
2. 雙(shuang)相不銹鋼的化學成(cheng)分及(ji)組織特點
a. 化學成分(fen)
目(mu)前，國際(ji)上普(pu)遍采用的鐵(tie)素體-奧(ao)氏體雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)可為Cr18型(xing)、Cr23型(xing)、Cr22型(xing)、Cr25型(xing)四類。對(dui)于Cr25型(xing)雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)，也有普(pu)通雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)和超級(ji)雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)之分，當點蝕(shi)指數(shu)PREN（PREN=w(Cr)+ 3.3w(Mo)+16 w(N)）>40時，稱為超級(ji)雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)，
我國(guo)列入(ru)國(guo)家(jia)的鐵素(su)體(ti)-奧氏體(ti)雙(shuang)相不(bu)銹鋼主要有Cr18與(yu)Cr25兩大類型(xing)。另外一些(xie)與(yu)國(guo)外典型(xing)材料相類似的鋼種也(ye)有生產和應用(yong)。
b. 組織特點
雙(shuang)(shuang)相不銹鋼以單相δ鐵素(su)體凝固結晶，當繼續冷(leng)卻(que)時(shi)，發(fa)生δ→γ相變，隨著溫(wen)(wen)度的降(jiang)低，δ→γ相變不斷進行。在平衡條件(jian)下或(huo)者非快(kuai)速冷(leng)卻(que)的情況下，部(bu)分(fen)δ鐵素(su)體將保留到室(shi)溫(wen)(wen)，因此(ci)，室(shi)溫(wen)(wen)下的組織(zhi)為δ→γ雙(shuang)(shuang)相組織(zhi)。
3. 雙相不銹鋼的焊接特點
焊接(jie)過(guo)(guo)程是一個快(kuai)速加熱與快(kuai)速冷卻(que)的(de)(de)熱循環過(guo)(guo)程。在加熱過(guo)(guo)程中，當(dang)(dang)熱影響(xiang)區的(de)(de)溫(wen)度(du)超過(guo)(guo)雙相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)銹鋼的(de)(de)固溶(rong)處理(li)溫(wen)度(du)，在1150~1400℃的(de)(de)高(gao)溫(wen)狀(zhuang)態下(xia)(xia)，晶粒將發(fa)(fa)生長(chang)大(da)，而且(qie)發(fa)(fa)生γ→δ相(xiang)(xiang)(xiang)變(bian)(bian)，γ相(xiang)(xiang)(xiang)明顯減少，δ相(xiang)(xiang)(xiang)增多。一些鋼的(de)(de)高(gao)溫(wen)近縫區會出現晶粒較(jiao)粗大(da)的(de)(de)δ鐵素(su)體(ti)(ti)組織(zhi)。如果焊后的(de)(de)冷卻(que)速度(du)較(jiao)快(kuai)，將抑制δ→γ的(de)(de)二次(ci)相(xiang)(xiang)(xiang)變(bian)(bian)，使熱影響(xiang)區的(de)(de)相(xiang)(xiang)(xiang)比例失調，當(dang)(dang)δ鐵素(su)體(ti)(ti)大(da)于70%時，二次(ci)轉變(bian)(bian)的(de)(de)γ奧氏(shi)體(ti)(ti)也變(bian)(bian)成(cheng)針狀(zhuang)和羽毛狀(zhuang)，具有魏氏(shi)組織(zhi)特征，導致力學性能和耐(nai)腐蝕性能惡化(hua)。當(dang)(dang)焊后冷卻(que)速度(du)較(jiao)慢時，則δ→γ的(de)(de)二次(ci)相(xiang)(xiang)(xiang)變(bian)(bian)比較(jiao)充分，室(shi)溫(wen)下(xia)(xia)為相(xiang)(xiang)(xiang)比例較(jiao)為合(he)適的(de)(de)雙相(xiang)(xiang)(xiang)組織(zhi)。因此，為防止熱影響(xiang)區的(de)(de)快(kuai)速冷卻(que)，使δ→γ二次(ci)相(xiang)(xiang)(xiang)變(bian)(bian)較(jiao)為充分，保證較(jiao)合(he)理(li)的(de)(de)相(xiang)(xiang)(xiang)比例，足夠的(de)(de)焊接(jie)熱輸(shu)(shu)入(ru)是必要的(de)(de)。隨著母材厚(hou)度(du)的(de)(de)增加，焊接(jie)熱輸(shu)(shu)入(ru)應適當(dang)(dang)提高(gao)。
對于(yu)雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹鋼焊(han)(han)縫金(jin)(jin)屬(shu)，仍以單相(xiang)δ鐵(tie)素(su)體凝(ning)固(gu)結(jie)晶(jing)，并隨溫度的(de)(de)(de)(de)降(jiang)低(di)發(fa)生δ→γ組(zu)織轉變。但由于(yu)其熔化-凝(ning)固(gu)-冷(leng)卻(que)相(xiang)變是一個(ge)速度較快的(de)(de)(de)(de)不(bu)平(ping)衡過程(cheng)，因此，焊(han)(han)縫金(jin)(jin)屬(shu)冷(leng)卻(que)過程(cheng)中的(de)(de)(de)(de)δ→γ組(zu)織轉變必(bi)然是不(bu)平(ping)衡的(de)(de)(de)(de)。當焊(han)(han)縫金(jin)(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)(de)化學(xue)成分與母材成分相(xiang)同，或(huo)者母材自熔時，焊(han)(han)縫金(jin)(jin)屬(shu)中的(de)(de)(de)(de)δ相(xiang)將偏高(gao)(gao)，而(er)γ相(xiang)偏低(di)。為了保證焊(han)(han)縫金(jin)(jin)屬(shu)中有足夠的(de)(de)(de)(de)γ相(xiang)，應提高(gao)(gao)焊(han)(han)縫金(jin)(jin)屬(shu)化學(xue)成分的(de)(de)(de)(de)Ni當量，通(tong)常的(de)(de)(de)(de)方法(fa)是提高(gao)(gao)奧氏體化元素(su)（Ni、N）的(de)(de)(de)(de)含量，因此就出現了焊(han)(han)縫金(jin)(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)(de)超合(he)金(jin)(jin)化的(de)(de)(de)(de)特點。
雙相不銹鋼具(ju)有(you)良(liang)好的(de)焊(han)接性(xing)，盡(jin)管其凝(ning)固結(jie)晶為單(dan)相鐵素體(ti)，但在(zai)(zai)一般(ban)的(de)拘束條件(jian)下，焊(han)縫金(jin)屬的(de)熱裂紋(wen)敏(min)感性(xing)很小，當雙相組織(zhi)的(de)比例(li)適當時，其冷裂紋(wen)敏(min)感性(xing)也較(jiao)(jiao)低。但應注意，雙相不銹鋼中(zhong)畢竟具(ju)有(you)較(jiao)(jiao)高的(de)鐵素體(ti)，當拘束度較(jiao)(jiao)大及焊(han)縫金(jin)屬含氫(qing)量較(jiao)(jiao)高時，還(huan)存在(zai)(zai)焊(han)接氫(qing)致裂紋(wen)的(de)危險。因此，在(zai)(zai)焊(han)接材料選擇與(yu)焊(han)接過程(cheng)中(zhong)應控制氫(qing)的(de)來(lai)源。
另請注意(yi)：雙(shuang)相(xiang)鋼(gang)與雙(shuang)相(xiang)不銹鋼(gang)定義不同，雙(shuang)相(xiang)鋼(gang)是(shi)指由低(di)碳(tan)鋼(gang)或(huo)低(di)合金(jin)高強度鋼(gang)經臨界(jie)處(chu)理或(huo)控(kong)制軋制而得到的主(zhu)要由鐵(tie)素體和馬氏(shi)體所(suo)組成的鋼(gang)。
4. 焊(han)接工藝方法(fa)與焊(han)接材料
a. 焊接(jie)工藝方法
到目前(qian)為止，焊條電(dian)弧焊、鎢(wu)極氬(ya)弧焊、熔化極氣體保護焊（采用實心焊絲或藥芯焊絲）、甚(shen)至埋弧焊都可用于鐵素(su)體-奧氏體雙相不(bu)銹鋼的焊接。
b. 焊接工(gong)藝方法選擇及坡(po)口形式與尺寸
根據(ju)管、板厚(hou)度及(ji)相應的焊接工藝(yi)方法選擇(ze)及(ji)坡口尺(chi)寸。
c. 雙相不銹鋼鋼焊接指南(nan)
我公司在M021項目上用的雙相(xiang)(xiang)不(bu)銹鋼為(wei)(wei)ASTM A790 S32750和(he)S32760，且此二者皆(jie)為(wei)(wei)超級雙相(xiang)(xiang)不(bu)銹鋼，所(suo)選焊(han)(han)接(jie)方法為(wei)(wei)GTAW，所(suo)選焊(han)(han)絲為(wei)(wei)SANDVIK 25.10.4.L。焊(han)(han)接(jie)時的注意與(yu)焊(han)(han)接(jie)超級奧(ao)氏體類似，但層間溫度可控制(zhi)為(wei)(wei)150攝(she)氏度以下。
d. 不銹(xiu)鋼焊接(jie)材料(liao)品(pin)牌
到目(mu)前為止，焊(han)(han)條電弧焊(han)(han)、鎢極氬弧焊(han)(han)、已經在(zai)我公司進行使用，現(xian)在(zai)正在(zai)使用的焊(han)(han)材(cai)如下表：
