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(shuang)相不銹鋼 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。


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超級(ji)雙相不銹鋼(gang)與普通雙相不銹鋼(gang)的(de)(de)區別在(zai)于(yu)含有較低的(de)(de)碳、較高的(de)(de)鉬和氮。兩類(lei)鋼(gang)焊(han)接HAZ組織(zhi)轉(zhuan)變的(de)(de)主要差別為:


(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(chao)級雙相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)HTHAZ的(de)(de)(de)y相(xiang)(xiang)減少(shao)是不(bu)(bu)可(ke)避免的(de)(de)(de),但仍會(hui)析出(chu)一部(bu)分(fen)γ相(xiang)(xiang)。如(ru)果γ相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)量能布滿(man)α相(xiang)(xiang)晶(jing)界(jie),消除了α/α晶(jing)界(jie),而形成a/y相(xiang)(xiang)界(jie)時,這(zhe)(zhe)種組(zu)織(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)焊接接頭性能是良(liang)好(hao)的(de)(de)(de)。相(xiang)(xiang)比例達到50/50的(de)(de)(de)雙相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)HTHAZ的(de)(de)(de)組(zu)織(zhi)(zhi)中雖然(ran)發(fa)生(sheng)y相(xiang)(xiang)含(han)量的(de)(de)(de)下降,但仍有15%~30%的(de)(de)(de)y相(xiang)(xiang)析出(chu),其兩(liang)相(xiang)(xiang)組(zu)織(zhi)(zhi)是“健(jian)全”的(de)(de)(de),不(bu)(bu)出(chu)現a/α晶(jing)界(jie)。一些含(han)氮雙相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)和超(chao)級雙相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)都具備了這(zhe)(zhe)樣的(de)(de)(de)條(tiao)件。


(4)在(zai)線能量(liang)相(xiang)(xiang)同時(shi),超級(ji)雙(shuang)相(xiang)(xiang)不銹鋼(gang)比(bi)普(pu)通雙(shuang)相(xiang)(xiang)不銹鋼(gang)的(de)晶(jing)粒(li)長大傾向小。在(zai)常用的(de)冷卻速率下,超級(ji)雙(shuang)相(xiang)(xiang)不銹鋼(gang)一般(ban)不會(hui)有金屬間化合物析(xi)出(chu)(圖9.80)。