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西安雙相不銹鋼

日期：2024-11-23 15:50

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摘要： 西安雙相不銹鋼（Duplex Stainless Steel，簡稱DSS），指鐵素體與奧氏體各約占50%，一般較少相的含量*少也需要達(dá)到30%的不銹鋼。在含C較低的情況下，Cr含量在18%~28%，Ni含量在3%~10%。有些鋼還含有Mo、Cu、Nb、Ti、N等合金元素。雙相不銹鋼從20世紀(jì)40年代在美國誕生以來，已經(jīng)發(fā)展到第三代。它的主要特點是屈服強度可達(dá)400-550MPa，是普通不銹鋼的2倍，因此可以節(jié)約用材，降低設(shè)備制造成本。西安雙相不銹鋼在抗腐蝕方面，特別是介質(zhì)環(huán)境比較惡劣（如海水，氯離子含量較高）的條件下，雙相不銹鋼的抗點蝕、縫隙腐蝕、應(yīng)力腐蝕及腐蝕疲勞性能明顯優(yōu)于普通的奧氏體不銹鋼，可以與高合金奧氏體不銹鋼媲美。 性能特點 由于兩相組織的特點，通過正確控制化學(xué)成分和熱處理工藝，使雙相不銹鋼兼有鐵素體不銹鋼和奧氏體不銹鋼的優(yōu)點，它將奧氏體不銹鋼所具有的優(yōu)良韌性和焊接性與鐵素體不銹鋼所具有的較高強度和耐 氯化物應(yīng)力腐蝕性能結(jié)合在一起，正是這些優(yōu)越的性能使雙相不銹鋼作為可焊接的結(jié)構(gòu)材料發(fā)展迅速，80年代以來已成為和馬氏體型、奧氏體型和鐵素體型不銹鋼并列的一個鋼類。西安雙相不銹鋼有以下性能特點： （1）含鉬雙相不銹鋼在低應(yīng)力下有良好的耐氯化物應(yīng)力腐蝕性能。一般18-8型奧氏體不銹鋼在60°C以上中性氯化物溶液中容易發(fā)生應(yīng)力腐蝕斷裂，在微量氯化物及硫化氫工業(yè)介質(zhì)中用這類不銹鋼制造的熱交換器、蒸發(fā)器等設(shè)備都存在著產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕斷裂的傾向，而雙相不銹鋼卻有良好的抵抗能力。 （2）含鉬雙相不銹鋼有良好的耐孔蝕性能。在具有相同的孔蝕抗力當(dāng)量值（PRE=Cr%+3.3Mo%+16N%）時，雙相不銹鋼與奧氏體不銹鋼的臨界孔蝕電位相仿。雙相不銹鋼與奧氏體不銹鋼耐孔蝕性能與AISI 316L相當(dāng)。含25%Cr的，尤其是含氮的高鉻雙相不銹鋼的耐孔蝕和縫隙腐蝕性能超過了AISI 316L。 （3）具有良好的耐腐蝕疲勞和磨損腐蝕性能。在某些腐蝕介質(zhì)的條件下，適用于制作泵、閥等動力設(shè)備。 （4）綜合力學(xué)性能好。有較高的強度和疲勞強度，屈服強度是18-8型奧氏體不銹鋼的2倍。固溶態(tài)的延伸率達(dá)到25%，韌性值AK（V型槽口）在100J以上。 （5）可焊性良好，熱裂傾向小，一般焊前不需預(yù)熱，焊后不需熱處理，可與18-8型奧氏體不銹鋼或碳鋼等異種焊接。 （6）含低鉻（18%Cr）的雙相不銹鋼熱加工溫度范圍比18-8型奧氏體不銹鋼寬，抗力小，可不經(jīng)過鍛造，直接軋制開坯生產(chǎn)鋼板。含高鉻（25%Cr）的雙相不銹鋼熱加工比奧氏體不銹鋼略顯困難，可以生產(chǎn)板、管和絲等產(chǎn)品。 （7）冷加工時比18-8型奧氏體不銹鋼加工硬化效應(yīng)大，在管、板承受變形初期，需施加較大應(yīng)力才能變形。 （8）與奧氏體不銹鋼相比，導(dǎo)熱系數(shù)大，線膨脹系數(shù)小，適合用作設(shè)備的襯里和生產(chǎn)復(fù)合板。也適合制作熱交換器的管芯，換熱效率比奧氏體不銹鋼高。 （9）仍有高鉻鐵素體不銹鋼的各種脆性傾向，不宜用在高于300°C的工作條件。雙相不銹鋼中含鉻量愈低，σ等脆性相的危害性也愈小。 <a name="para5"></a>用途 用于煉油、化肥、造紙、石油、化工等耐海水耐高溫濃硝酸等熱交換器和冷淋器及器件。 4<a name="para6"></a><a name="6"></a>分類介紹 <a name="para7"></a>雙相不銹鋼 類屬低合金型，代表牌號UNS S32304（23Cr-4Ni-0.1N），鋼中不含鉬，PREN值為24-25，在耐應(yīng)力腐蝕方面可代替AISI304或316使用。 **類屬中合金型，代表牌號是UNS S31803（22Cr-5Ni-3Mo-0.15N）,PREN值為32-33，其耐蝕性能介于AISI 316L和6%Mo+N奧氏體不銹鋼之間。 第三類屬高合金型，一般含25%Cr，還含有鉬和氮，有的還含有銅和鎢，標(biāo)準(zhǔn)牌號UNSS32550（25Cr-6Ni-3Mo-2Cu-0.2N），PREN值為38-39，這類鋼的耐蝕性能高于22%Cr的雙相不銹鋼。 第四類屬超級雙相不銹鋼型，含高鉬和氮，標(biāo)準(zhǔn)牌號UNS S32750（25Cr-7Ni-3.7Mo-0.3N）,有的也含鎢和銅,PREN值大于40,可適用于苛刻的介質(zhì)條件,具有良好的耐蝕與力學(xué)綜合性 能，可與超級奧氏體不銹鋼相媲美。 <a name="para8"></a>不銹鋼 不銹鋼鋼種很多，性能各異，它在發(fā)展過程中逐步形成了幾大類。 按組織結(jié)構(gòu)分，分為馬氏不銹鋼（包括沉淀硬化不銹鋼）、鐵素體不銹鋼、奧氏體不銹鋼和奧氏體加鐵素體雙相不銹鋼等四大類； 按鋼中的主要化學(xué)成分或鋼中的一些特征元素來分類，分為鉻不銹鋼、鉻鎳不銹鋼、鉻鎳鉬不銹鋼以及低碳不銹鋼、高鉬不銹鋼、高純不銹鋼等； 按鋼的性能特點和用途分類，分為耐硝酸不銹鋼、耐硫酸不銹鋼、耐點蝕不銹鋼、耐應(yīng)力腐蝕不銹鋼、高強不銹鋼等； 按鋼的功能特點分類，分為低溫不銹鋼、無磁不銹鋼、易切削不銹鋼、超塑性不銹鋼等。常用的分類方法是按鋼的組織結(jié)構(gòu)特點和鋼的化學(xué)成分特點以及兩者相結(jié)合的方法分類。一般分為馬氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼、奧氏體不銹鋼、雙相不銹鋼和沉淀硬化型不銹鋼等，或分為鉻不銹鋼和鎳不銹鋼兩大類。 5<a name="para9"></a><a name="9"></a>西安雙相不銹鋼焊接特性 雙相不銹鋼具有良好的焊接性能，與鐵素體不銹鋼及奧氏體不銹鋼相比，它既不像鐵素體不銹鋼的焊接熱影響區(qū)，由于晶粒嚴(yán)重粗化而使塑韌性大幅降低，也不像奧氏體不銹鋼那樣，對焊接熱裂紋比較敏感。 雙相不銹鋼由于其特殊的優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于石油化工設(shè)備、海水與廢水處理設(shè)備、輸油輸氣管線、造紙機械等工業(yè)領(lǐng)域，近些年來也被研究用于橋梁承重結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，具有很好的發(fā)展前景。 節(jié)約型雙相鋼"經(jīng)常會出現(xiàn)的焊接性能問題。而焊接標(biāo)準(zhǔn)雙相鋼并不是一個問題，而且不論采用何種工藝，都有適合這些應(yīng)用的焊材。從金相的角度來看，焊接2101（1.4162）根本就沒有問題，實際上它甚至要比標(biāo)準(zhǔn)級的雙相鋼更加容易焊接，因為這種材料事實上可以采用乙炔焊工藝來進行焊接，而對于標(biāo)準(zhǔn)雙相鋼材料而言，始終必須避免使用這種工藝。焊接2101所面臨的實際問題是熔池的粘度不同，因此可濕性差了一點。這迫使操作人員在焊接的過程中更加多地使用電弧焊，而這正是問題的所在。盡管可以通過選擇超合金化焊材加以彌補，但是我們經(jīng)常希望選擇匹配的焊材。 在2101中，也存在低溫?zé)嵊绊憛^(qū)和高溫?zé)嵊绊憛^(qū)中的顯微結(jié)構(gòu)之間的熱影響區(qū)相互作用，比2304、2205或2507更加有利。在以2101進行試驗時，也已經(jīng)發(fā)現(xiàn)由于鎳含量較低，因此產(chǎn)生了含有較多氮與錳的不同類型的"回火色"，而這影響了腐蝕性能。在電弧和熔池中發(fā)生的這一成分損失是由于氮與錳的蒸發(fā)與熔敷，這對于雙相鋼等級的材料來說是一個新問題，因此在這次講課中將作了較多描述。 <a name="para10"></a>焊接特點 雙相不銹鋼其焊接特點如下： 雙相不銹鋼在正常固溶處理(1020℃～1100℃加熱并水冷)后,鋼中含有大約50%～60%奧氏體和50%～40%鐵素體組織。隨著加熱溫度的提高，兩相比例變化并不明顯。 雙相不銹鋼具有良好的低溫沖擊韌性，如20mm厚的板材橫向試樣在-80℃時沖擊吸收功可達(dá)100J以上。在大多數(shù)介質(zhì)中其耐均勻腐蝕性能和耐點腐蝕性能均較好，但要注意，該類鋼在低于950℃熱處理時，由于σ相的析出，其耐應(yīng)力腐蝕性能將顯著變壞。由于該鋼Cr當(dāng)量與Ni當(dāng)量比值適當(dāng)，在高溫加熱后仍保留有較大量的一次奧氏體組織,又可使二次奧氏體在冷卻過程中生成,結(jié)果鋼中奧氏體相總量不低于30%～40%因而使鋼具有良好的耐晶間腐蝕性能。 另外，如前所述，在焊接這種鋼時裂紋傾向很低，不須預(yù)熱和焊后熱處理。由于母材中含有較高的N，焊接近縫區(qū)不會形成單相鐵素體區(qū)，奧氏體含量一般不低于30%。適用的焊接方法有鎢極氬弧焊和焊條電弧焊等，一般為了防止近縫區(qū)晶粒粗化，施焊時，應(yīng)盡量使用低的線能量焊接。 <a name="para11"></a>影響因素 影響雙相不銹鋼焊接質(zhì)量的因素主要體現(xiàn)在以下幾方面： 含N量影響 Gómez de Salazar JM等人研究了保護氣體中 N2的不同含量對雙相不銹鋼性能的影響。結(jié)果表明，隨著混合氣體中 N2分壓 PN2的增加，焊縫中氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)ω(N)開始迅速增加，然后變化很小，焊縫中的鐵素體相含量φ(α)隨ω(N)增加呈線性下降，但φ(α)對抗拉強度和伸長率的影響與ω(N)的影響剛好相反。同樣的鐵素體相含量φ(α)，母材的抗拉強度和伸長率均高于焊縫。這是由于顯微組織的不同所造成的。雙相不銹鋼焊縫金屬中含 N 量提高后可以改善接頭的沖擊韌性，這是由于增加了焊縫金屬中的γ相含量，以及減少了Cr2N 的析出。 熱輸入影響 與焊縫區(qū)不同，焊接時熱影響區(qū)的ω(N)是不會發(fā)生變化的，它就是母材的ω(N)，所以此時影響組織和性能的主要因素是焊接時的熱輸入。根據(jù)文獻 ，焊接時應(yīng)選擇合適的線能量。焊接時如果熱輸入太大，焊縫熱影響區(qū)范圍增大，金相組織也趨于晶粒粗大、紊亂，造成脆化，主要表現(xiàn)為焊接接頭的塑性指標(biāo)下降。如焊接熱輸入太小，造成淬硬組織并易產(chǎn)生裂紋，對HAZ的沖擊韌性同樣不利。此外，凡影響冷卻速度的因素都會影響到 HAZ 的沖擊韌性，如板厚、接頭形式等。 σ相脆化 國外文獻介紹了再熱引起的雙相不銹鋼及其焊縫金屬的σ相脆化問題。母材和焊縫金屬的再熱過程中，先由α相形成細(xì)小的二次奧氏體γ*，然后析出σ相。結(jié)果表明，脆性開裂都發(fā)生于σ相以及基體與σ相的界面處，對母材斷口觀察表明，在σ相周圍區(qū)域內(nèi)都為韌窩，由于α相區(qū)寬，大量生成的σ相才會使韌性降低，然而在焊縫中α相區(qū)是細(xì)小的，斷口仍表現(xiàn)為脆性斷裂，只要少量的σ相生成就足以引起焊縫金屬韌性的降低，因此，焊縫金屬中的σ相脆化傾向比母材要大得多。 氫致裂紋 雙相不銹鋼焊接接頭的氫脆通常發(fā)生于α相，且氫脆的敏感性隨焊接時峰值溫度的升高而增加。其微觀組織的變化為：峰值溫度增加，γ相含量減少，α相含量增加，同時由α相邊界和內(nèi)部析出的Cr2N 量增加，故極易發(fā)生氫脆。 應(yīng)力腐蝕開裂 母材和焊縫金屬中的裂紋都起始于α/γ界面的α相一側(cè)，并在α相內(nèi)擴展。奧氏體（γ）由于其固有的低氫脆敏感性，因此，可起到阻擋裂紋擴展的作用。由于DSS 中含有一定量的奧氏體，所以其應(yīng)力腐蝕開裂傾向性較小。 點蝕問題 耐點蝕是雙相不銹鋼的一個重要特性，與其化學(xué)成分和微觀組織有著密切關(guān)系。點蝕一般產(chǎn)生于α/γ界面，因此被認(rèn)為是產(chǎn)生于γ相和α相之間的γ*相。這意味著γ*相中的含Cr量低于γ相。γ*相與γ相的成分不同，是由于γ* 相中 的Cr 和Mo含量低于初始γ相中的Cr、Mo含量。進一步研究表明，含N量較低的鋼，其點蝕電位對冷卻速度較為敏感。因此，在焊接含 N 量較低的雙相不銹鋼時，對冷卻速度的控制要求更加嚴(yán)格。在雙相不銹鋼焊接過程中，合理控制焊接線能量是獲得高質(zhì)量雙相不銹鋼接頭的關(guān)鍵。線能量過小，焊縫金屬及熱影響區(qū)的冷卻速度過快，奧氏體來不及析出，從而使組織中的鐵素體相含量增多；如線能量過大，盡管組織中能形成足量的奧氏體，但也會引起熱影響區(qū)內(nèi)的鐵素體晶粒長大以及σ相等有害相的析出。一般情況下，焊條電弧焊（Shieded Metal Arc Welding，SMAW）、鎢極氬弧焊（Gas Tungsten Arc Welding，GTAW）、藥芯焊絲電弧焊（Flux-Cored WireArc Welding，FCAW）和等離子弧焊（Plasma Arc Welding，PAW）等焊接方法均可用于雙相不銹鋼的焊接，且在焊前一般不需要采取預(yù)熱措施，焊后也不需進行熱處理。 <a name="para12"></a>西安雙相不銹鋼工藝提升 1 合金元素和冷卻速度 實驗和理論計算表明：臨界區(qū)加熱后獲得雙相組織所需的臨界冷卻速率與鋼中錳含量具有一定關(guān)系。其根鋼中存在的合金元素，就可估算獲得雙相組織所需要的臨界冷卻速率，為熱處理雙相鋼生產(chǎn)時，選擇適當(dāng)?shù)睦鋮s方法提供依據(jù)。 當(dāng)鋼的化學(xué)成分一定時，應(yīng)在保證獲得雙相組織的前提下，盡可能采用較低的冷卻速度，使鐵素體中的碳有充分的時間擴散到奧氏體中，從而降低雙相鋼的屈服強度，提高雙相鋼的延性。如果鋼中合金元素含量較4，臨界冷卻速度過高，冷卻后鐵素體中含有較高的固溶碳，不利于獲得優(yōu)良性能的雙相鋼，這時應(yīng)改變鋼的化學(xué)成分，增加鋼中的合金元素含量，從而降低臨界冷卻速度，或者在雙相鋼的生產(chǎn)工藝中，加入補充回火工序，降低鐵素體中的固溶碳，改善雙相鋼的性能。如果鋼中含有強的碳化物形成元素，當(dāng)估算臨界冷卻速率時，應(yīng)考慮到這些元素對臨界區(qū)加熱時所形的奧氏體淬透性和有利影響，V和Ti的碳化物粒子可以通過相界面的釘扎作用提高奧氏體的淬透性，降低臨界冷卻速度. 2.兩階段冷卻工藝 當(dāng)鋼中合金元素含量較低時，冷卻速度較慢會得到鐵素體加珠光體組織；冷卻速度較快時，則鐵素體中保留固溶碳較高，不利于降低屈服強度和提高延性。采用兩階段冷卻可以改善雙相鋼的性能，即從臨界區(qū)加熱溫度緩冷到某一溫度，然后快冷。緩冷可以使鐵素體中的碳向未轉(zhuǎn)變的奧氏體富聚。而快冷則可以避免未轉(zhuǎn)變的奧氏體等溫分解，保證獲得所需的雙相組織和性能。例如0.08%C-1.4%Mn鋼，從800℃;加熱到水冷的力學(xué)性能為：σ0.2=365PMa，σb=700MPa，σ0.2/σb=0.52，eu=18%，et=21%。如采用兩階段冷卻工藝，即在800℃;加熱后，空冷到600℃;，然后水冷，其性能為：σ0.2=280MPa，σb=600MPa，σ0.2/σb=0.47，eu=21%，et=29%。兩階段冷卻使雙相鋼的屈服強度降低，延性提高。 3.雙相鋼板熱軋后盤卷溫度的影響 對于一個給定成分的鋼，臨界區(qū)加熱時奧氏體的淬透性可以通過鋼板熱軋后高溫卷來修正。高溫盤卷可使碳、錳等合金元素在**組（珠光體或貝氏體）中明顯富集。有利提高隨后臨界區(qū)處理時雙相鋼的綜合性能。以0.049%C-1.99%Mn-0.028%Al-0.0019%N鋼的試驗結(jié)果為例，采用兩種工藝過程：一種為普通扎制工藝，終軋溫度900℃;→油冷到600℃;盤卷→吹風(fēng)冷到室溫→冷軋70%→連續(xù)退火。兩種盤卷工藝的碳和錳分布的分析結(jié)果可見高溫盤卷可使碳和錳在**相中明顯富集，而普通的軋制工藝錳基本無富集趨勢。 用高溫盤卷以修正合金含量較低的鋼在隨后臨界區(qū)處理時的淬透性，并降低熱處理雙相鋼的屈服強度，提高其延性的技術(shù)，已在有關(guān)工廠用于熱處理雙相鋼的生產(chǎn)，所得到的熱處理雙相鋼板綜合性能良好，板材各部位的性能均勻，縱向、橫向性能一致。例如對0.09%C-0.44Si-1.54%Mn-0.023%Al鋼。 <a name="para13"></a>限制要求 1.需要對相比例進行控制，*合適的比例是鐵素體相和奧氏體相約各占一半，其中某一相的數(shù)量*多不能超過65%，這樣才能保證有*佳的綜合性能。如果兩相比例失調(diào)，例如鐵素體相數(shù)量過多，很容易在焊接HAZ形成單相鐵素體，在某些介質(zhì)中對應(yīng)力腐蝕破裂敏感。 2.需要掌握雙相不銹鋼的組織轉(zhuǎn)變規(guī)律，熟悉每一個鋼種的TTT和CCT轉(zhuǎn)變曲線，這是正確指導(dǎo)制定雙相不銹鋼熱處理，熱成型等工藝的關(guān)鍵，雙相不銹鋼脆性相的析出要比奧氏體不銹鋼敏感的多。 3.雙相不銹鋼的連續(xù)使用溫度范圍為-50～250℃，下限取決于鋼的脆性轉(zhuǎn)變溫度，上限受到475℃脆性的限制，上限溫度不能超過300℃。 4.雙相不銹鋼固溶處理后需要快冷，緩慢冷卻會引起脆性相的析出，從而導(dǎo)致鋼的韌性，特別是耐局部腐蝕性能的下降。 5.高鉻鉬雙相不銹鋼的熱加工與熱成型的下限溫度不能低于950℃，超級雙相不銹鋼不能低于980℃低鉻鉬雙相不銹鋼不能低于900℃，避免因脆性相的析出在加工過程造成表面裂紋 6.不能使用奧氏體不銹鋼常用的650-800℃的消除應(yīng)力處理，一般采用固溶退火處理。對于在低合金鋼的表面堆焊雙相不銹鋼后，需要進行600-650℃整體消應(yīng)處理時，必須考慮到因脆性相的析出所帶來的韌性和耐腐蝕性，尤其是耐局部腐蝕性能的下降問題，盡可能縮短在這一溫度范圍內(nèi)的加熱時間。低合金鋼和雙相不銹鋼復(fù)合板的熱處理問題也要同此考慮。 7.需要熟悉了解雙相不銹鋼的焊接規(guī)律，不能全部套用奧氏體不銹鋼的焊接，雙相不銹鋼的設(shè)備能否**使用與正確掌握鋼的焊接工藝有很大關(guān)系，一些設(shè)備的失效往往與焊接有關(guān)。關(guān)鍵在于線能量和層間溫度的控制，正確選擇焊接材料也很重要。焊接接頭（焊縫金屬和焊接HAZ）的兩相比例，尤其是焊接HAZ維持必要的奧氏體數(shù)量，這對保證焊接接頭具有與母材同等的性能很重要。 8.在不同的腐蝕環(huán)境中選用雙相不銹鋼時，要注意鋼的耐腐蝕性總是相對的，盡管雙相不銹鋼有較好的耐局部腐蝕性能，就某一個雙相不銹鋼而言，他也是有一個適用的介質(zhì)條件范圍，包括溫度、壓力、介質(zhì)濃度、pH值等，需要慎重加以選擇。從文獻和手冊中獲取的數(shù)據(jù)很多是實驗室的腐蝕試驗結(jié)果，往往與工程的實際條件有差距，因此在選材時需要注意，必要時需要進行在實際介質(zhì)中的腐蝕試驗或是現(xiàn)場條件下的掛片試驗，甚至模擬裝置的試驗。 6<a name="para14"></a><a name="14"></a>焊材選用要求 <a name="para15"></a>焊材要求 焊材包括：①填充金屬；②保護氣體和背面保護氣體。分述如下。在焊態(tài)下使用的焊接結(jié)構(gòu)，其焊縫金屬與母材相比應(yīng)是合金元素鎳含量較高的。這是為了保證合適的鐵素體和奧氏體的相比例。這一純焊縫金屬在焊態(tài)下，必須有這樣的成分，即能在結(jié)晶后直接均勻地形成以奧氏體為主（30%～70%）的并含有鐵素體的雙相組織。當(dāng)焊件可在1050～1100℃溫度下退火時，應(yīng)該選擇與母材成分（Ni=55%～70%）相當(dāng)?shù)暮缚p金屬。在這種焊接工藝中，焊后占主要的鐵素體基體轉(zhuǎn)變形成了平衡的鐵素體/奧氏體組織。焊接雙相不銹鋼和超級雙相不銹鋼的焊材均是配套設(shè)計的（詳見表1和表2）。手工焊用的涂藥焊條既可以用鈦型藥皮焊條，也可以用堿**皮焊條。堿**皮的焊條對全位置的焊接更適宜一些，而鐵型悍條工藝性優(yōu)良，在幾乎所有的實際應(yīng)用中都可獲得滿意的效果。 采用填充焊絲和其他焊接方法（GTAW、GMAW、SAW）熔敷的焊縫金屬與焊絲有類似的化學(xué)成分。 保護氣體適用于各種氣體保護焊方法（見表3）。 表1雙相不銹鋼的配套焊接材料 背面保護氣體用于單面焊的焊管內(nèi)部氣體保護，即可以用于工業(yè)純氬氣，也可以用于高純度氬氣（99.99%）。在所有情況下，氣體都應(yīng)該干燥（PrEN439:除CO2外，所有氣體*大不超過40ppm露點*高-50℃，CO2中的水分*大不超過200ppm，露點*高為-35℃），因該采取各種措施避免水分侵入保護氣體中。 保護氣體和背面保護氣體對焊縫金屬的含氮量有影響。由于保護氣體中的N2分壓低，可能從焊縫熔池中擴散出N2，從而使焊縫金屬氮量降低，*大可減少0.05%N2。存在這種危險時，在保護氣體和背面保護氣體中必須加入5%N2，以防止焊縫金屬N2損失。 <a name="para16"></a>焊材選用 雙相不銹鋼用的焊材，其特點是焊縫組織為奧氏體占優(yōu)的雙相組織，主要耐蝕元素(鉻、鉬等)含量與母材相當(dāng)，從而保證與母材相當(dāng)?shù)哪臀g性。為了保證焊縫中奧氏體的含量，通常是提高鎳和氮的含量，也就是提高約2% ~ 4%的鎳當(dāng)量。在雙相不銹鋼母材中，一般都有一定量的氮含量，在焊材中也希望有一定的含氮量，但一般不宜太高，否則會產(chǎn)生氣孔。這樣鎳含量較高就成了焊材與母材的一個主要區(qū)別?！　「鶕?jù)耐腐蝕性、接頭韌性的要求不同來選擇與母材化學(xué)成分相匹配的焊條，如焊接Cr22型雙相不銹鋼，可選用Cr22Ni9Mo3型焊條，如E2209焊條。采用酸性焊條時脫渣優(yōu)良，焊縫成形美觀，但沖擊韌性較低，當(dāng)要求焊縫金屬具有較高的沖擊韌性，并需進行全位置焊接時，應(yīng)采用堿性焊條。當(dāng)根部封底焊時，通常采用堿性焊條。當(dāng)對焊縫金屬的耐腐蝕性能具有特殊要求時，還應(yīng)采用超級雙相鋼成分的堿性焊條?！　τ趯嵭臍怏w保護焊焊絲，在保證焊縫金屬具有良好耐腐蝕性與力學(xué)性能的同時，還應(yīng)注意其焊接工藝性能，對于藥芯焊絲，當(dāng)要求焊縫成形美觀時，可采用金紅石型或鈦鈣型藥芯焊絲，當(dāng)要求較高的沖擊韌度或在較大的拘束度條件下焊接時，宜采用堿度較高的藥芯焊絲?！　τ诼窕『敢瞬捎弥睆捷^小的焊絲，實現(xiàn)中小焊接規(guī)范下的多層多道焊，以防止焊接熱影響區(qū)及焊縫金屬的脆化，并采用配套的堿性焊劑。 7<a name="para17"></a><a name="17"></a>國家標(biāo)準(zhǔn) <a name="para18"></a>西安雙相不銹鋼牌號 我國新標(biāo)準(zhǔn)GB/T 20878-2007《不銹鋼和耐熱鋼牌號及化學(xué)成分》中加入了許多雙相不銹鋼牌號。如：14Cr18Ni11Si4AlTi、 022Cr19Ni5Mo3Si2N、12Cr21Ni5Ti。更多的牌號見標(biāo)準(zhǔn)。 另外：有名的2205雙相鋼相當(dāng)于我國的022Cr23Ni5Mo3N.。 *后，一些網(wǎng)頁甚至論文將雙相不銹鋼寫作雙向不銹鋼是錯誤的。雙相是指金相組織的有兩種，而非方向的“向”。 <a name="para19"></a>西安雙相不銹鋼化學(xué)成分 <table style="border:currentColor;border-image:none;border-collapse:collapse;mso-border-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-padding-alt:6.75pt 11.25pt 5.25pt 11.25pt;" border="1" cellspacing="0" cellpadding="0"> <tbody> <tr style="mso-yfti-irow:0;mso-yfti-firstrow:yes;"> <td width="132" style="padding:6.75pt 11.25pt 5.25pt;border:1pt solid #E2E5F3;border-image:none;width:99pt;background-color:transparent;mso-border-alt:solid #E2E5F3 .75pt;"> 鋼號 </td> <td width="48" style="border-width:1pt 1pt 1pt 0px;border-style:solid solid solid none;border-color:#E2E5F3 #E2E5F3 #E2E5F3 #000000;padding:6.75pt 11.25pt 5.25pt;border-image:none;width:36pt;background-color:transparent;mso-border-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-left-alt:solid #E2E5F3 .75pt;"> C≤ </td> <td width="72" style="border-width:1pt 1pt 1pt 0px;border-style:solid solid solid none;border-color:#E2E5F3 #E2E5F3 #E2E5F3 #000000;padding:6.75pt 11.25pt 5.25pt;border-image:none;width:54pt;background-color:transparent;mso-border-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-left-alt:solid #E2E5F3 .75pt;"> Mn≤ </td> <td width="72" style="border-width:1pt 1pt 1pt 0px;border-style:solid solid solid none;border-color:#E2E5F3 #E2E5F3 #E2E5F3 #000000;padding:6.75pt 11.25pt 5.25pt;border-image:none;width:54pt;background-color:transparent;mso-border-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-left-alt:solid #E2E5F3 .75pt;"> Si≤ </td> <td width="48" style="border-width:1pt 1pt 1pt 0px;border-style:solid solid solid none;border-color:#E2E5F3 #E2E5F3 #E2E5F3 #000000;padding:6.75pt 11.25pt 5.25pt;border-image:none;width:36pt;background-color:transparent;mso-border-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-left-alt:solid #E2E5F3 .75pt;"> S≤ </td> <td width="48" style="border-width:1pt 1pt 1pt 0px;border-style:solid solid solid none;border-color:#E2E5F3 #E2E5F3 #E2E5F3 #000000;padding:6.75pt 11.25pt 5.25pt;border-image:none;width:36pt;background-color:transparent;mso-border-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-left-alt:solid #E2E5F3 .75pt;"> P≤ </td> <td width="72" style="border-width:1pt 1pt 1pt 0px;border-style:solid solid solid none;border-color:#E2E5F3 #E2E5F3 #E2E5F3 #000000;padding:6.75pt 11.25pt 5.25pt;border-image:none;width:54pt;background-color:transparent;mso-border-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-left-alt:solid #E2E5F3 .75pt;"> Cr≤ </td> <td width="72" style="border-width:1pt 1pt 1pt 0px;border-style:solid solid solid none;border-color:#E2E5F3 #E2E5F3 #E2E5F3 #000000;padding:6.75pt 11.25pt 5.25pt;border-image:none;width:54pt;background-color:transparent;mso-border-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-left-alt:solid #E2E5F3 .75pt;"> Ni </td> <td width="72" style="border-width:1pt 1pt 1pt 0px;border-style:solid solid solid none;border-color:#E2E5F3 #E2E5F3 #E2E5F3 #000000;padding:6.75pt 11.25pt 5.25pt;border-image:none;width:54pt;background-color:transparent;mso-border-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-left-alt:solid #E2E5F3 .75pt;"> Mo </td> <td width="48" style="border-width:1pt 1pt 1pt 0px;border-style:solid solid solid none;border-color:#E2E5F3 #E2E5F3 #E2E5F3 #000000;padding:6.75pt 11.25pt 5.25pt;border-image:none;width:36pt;background-color:transparent;mso-border-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-left-alt:solid #E2E5F3 .75pt;"> Cu≤ </td> <td width="72" style="border-width:1pt 1pt 1pt 0px;border-style:solid solid solid none;border-color:#E2E5F3 #E2E5F3 #E2E5F3 #000000;padding:6.75pt 11.25pt 5.25pt;border-image:none;width:54pt;background-color:transparent;mso-border-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-left-alt:solid #E2E5F3 .75pt;"> N </td> </tr> <tr style="mso-yfti-irow:1;"> <td width="132" style="border-width:0px 1pt 1pt;border-style:none solid solid;border-color:#000000 #E2E5F3 #E2E5F3;padding:6.75pt 11.25pt 5.25pt;border-image:none;width:99pt;background-color:transparent;mso-border-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-top-alt:solid #E2E5F3 .75pt;"> S32750（SAF2507） 00Cr25Ni7Mo4N </td> <td width="48" style="border-width:0px 1pt 1pt 0px;border-style:none solid solid none;border-color:#000000 #E2E5F3 #E2E5F3 #000000;padding:6.75pt 11.25pt 5.25pt;width:36pt;background-color:transparent;mso-border-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-left-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-top-alt:solid #E2E5F3 .75pt;"> 0.03 </td> <td width="72" style="border-width:0px 1pt 1pt 0px;border-style:none solid solid none;border-color:#000000 #E2E5F3 #E2E5F3 #000000;padding:6.75pt 11.25pt 5.25pt;width:54pt;background-color:transparent;mso-border-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-left-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-top-alt:solid #E2E5F3 .75pt;"> 1.20 </td> <td width="72" style="border-width:0px 1pt 1pt 0px;border-style:none solid solid none;border-color:#000000 #E2E5F3 #E2E5F3 #000000;padding:6.75pt 11.25pt 5.25pt;width:54pt;background-color:transparent;mso-border-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-left-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-top-alt:solid #E2E5F3 .75pt;"> 0.8 </td> <td width="48" style="border-width:0px 1pt 1pt 0px;border-style:none solid solid none;border-color:#000000 #E2E5F3 #E2E5F3 #000000;padding:6.75pt 11.25pt 5.25pt;width:36pt;background-color:transparent;mso-border-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-left-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-top-alt:solid #E2E5F3 .75pt;"> 0.020 </td> <td width="48" style="border-width:0px 1pt 1pt 0px;border-style:none solid solid none;border-color:#000000 #E2E5F3 #E2E5F3 #000000;padding:6.75pt 11.25pt 5.25pt;width:36pt;background-color:transparent;mso-border-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-left-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-top-alt:solid #E2E5F3 .75pt;"> 0.035 </td> <td width="72" style="border-width:0px 1pt 1pt 0px;border-style:none solid solid none;border-color:#000000 #E2E5F3 #E2E5F3 #000000;padding:6.75pt 11.25pt 5.25pt;width:54pt;background-color:transparent;mso-border-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-left-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-top-alt:solid #E2E5F3 .75pt;"> 24.0/26.0 </td> <td width="72" style="border-width:0px 1pt 1pt 0px;border-style:none solid solid none;border-color:#000000 #E2E5F3 #E2E5F3 #000000;padding:6.75pt 11.25pt 5.25pt;width:54pt;background-color:transparent;mso-border-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-left-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-top-alt:solid #E2E5F3 .75pt;"> 6.0/8.0 </td> <td width="72" style="border-width:0px 1pt 1pt 0px;border-style:none solid solid none;border-color:#000000 #E2E5F3 #E2E5F3 #000000;padding:6.75pt 11.25pt 5.25pt;width:54pt;background-color:transparent;mso-border-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-left-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-top-alt:solid #E2E5F3 .75pt;"> 3.0/5.0 </td> <td width="48" style="border-width:0px 1pt 1pt 0px;border-style:none solid solid none;border-color:#000000 #E2E5F3 #E2E5F3 #000000;padding:6.75pt 11.25pt 5.25pt;width:36pt;background-color:transparent;mso-border-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-left-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-top-alt:solid #E2E5F3 .75pt;"> 0.50 </td> <td width="72" style="border-width:0px 1pt 1pt 0px;border-style:none solid solid none;border-color:#000000 #E2E5F3 #E2E5F3 #000000;padding:6.75pt 11.25pt 5.25pt;width:54pt;background-color:transparent;mso-border-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-left-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-top-alt:solid #E2E5F3 .75pt;"> 0.24/0.32 </td> </tr> <tr style="mso-yfti-irow:2;"> <td width="132" style="border-width:0px 1pt 1pt;border-style:none solid solid;border-color:#000000 #E2E5F3 #E2E5F3;padding:6.75pt 11.25pt 5.25pt;border-image:none;width:99pt;background-color:transparent;mso-border-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-top-alt:solid #E2E5F3 .75pt;"> S31803(SAF2205) 00Cr22Ni5Mo3N </td> <td width="48" style="border-width:0px 1pt 1pt 0px;border-style:none solid solid none;border-color:#000000 #E2E5F3 #E2E5F3 #000000;padding:6.75pt 11.25pt 5.25pt;width:36pt;background-color:transparent;mso-border-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-left-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-top-alt:solid #E2E5F3 .75pt;"> 0.03 </td> <td width="72" style="border-width:0px 1pt 1pt 0px;border-style:none solid solid none;border-color:#000000 #E2E5F3 #E2E5F3 #000000;padding:6.75pt 11.25pt 5.25pt;width:54pt;background-color:transparent;mso-border-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-left-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-top-alt:solid #E2E5F3 .75pt;"> 2.00 </td> <td width="72" style="border-width:0px 1pt 1pt 0px;border-style:none solid solid none;border-color:#000000 #E2E5F3 #E2E5F3 #000000;padding:6.75pt 11.25pt 5.25pt;width:54pt;background-color:transparent;mso-border-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-left-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-top-alt:solid #E2E5F3 .75pt;"> 1.0 </td> <td width="48" style="border-width:0px 1pt 1pt 0px;border-style:none solid solid none;border-color:#000000 #E2E5F3 #E2E5F3 #000000;padding:6.75pt 11.25pt 5.25pt;width:36pt;background-color:transparent;mso-border-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-left-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-top-alt:solid #E2E5F3 .75pt;"> 0.020 </td> <td width="48" style="border-width:0px 1pt 1pt 0px;border-style:none solid solid none;border-color:#000000 #E2E5F3 #E2E5F3 #000000;padding:6.75pt 11.25pt 5.25pt;width:36pt;background-color:transparent;mso-border-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-left-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-top-alt:solid #E2E5F3 .75pt;"> 0.030 </td> <td width="72" style="border-width:0px 1pt 1pt 0px;border-style:none solid solid none;border-color:#000000 #E2E5F3 #E2E5F3 #000000;padding:6.75pt 11.25pt 5.25pt;width:54pt;background-color:transparent;mso-border-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-left-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-top-alt:solid #E2E5F3 .75pt;"> 21.0/23.0 </td> <td width="72" style="border-width:0px 1pt 1pt 0px;border-style:none solid solid none;border-color:#000000 #E2E5F3 #E2E5F3 #000000;padding:6.75pt 11.25pt 5.25pt;width:54pt;background-color:transparent;mso-border-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-left-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-top-alt:solid #E2E5F3 .75pt;"> 4.50/6.50 </td> <td width="72" style="border-width:0px 1pt 1pt 0px;border-style:none solid solid none;border-color:#000000 #E2E5F3 #E2E5F3 #000000;padding:6.75pt 11.25pt 5.25pt;width:54pt;background-color:transparent;mso-border-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-left-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-top-alt:solid #E2E5F3 .75pt;"> 2.50/3.50 </td> <td style="border-width:0px 1pt 1pt 0px;border-style:none solid solid none;border-color:#000000 #E2E5F3 #E2E5F3 #000000;padding:6.75pt 11.25pt 5.25pt;background-color:transparent;mso-border-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-left-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-top-alt:solid #E2E5F3 .75pt;"> </td> <td width="72" style="border-width:0px 1pt 1pt 0px;border-style:none solid solid none;border-color:#000000 #E2E5F3 #E2E5F3 #000000;padding:6.75pt 11.25pt 5.25pt;width:54pt;background-color:transparent;mso-border-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-left-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-top-alt:solid #E2E5F3 .75pt;"> 0.08/0.20 </td> </tr> <tr style="mso-yfti-irow:3;mso-yfti-lastrow:yes;"> <td width="132" style="border-width:0px 1pt 1pt;border-style:none solid solid;border-color:#000000 #E2E5F3 #E2E5F3;padding:6.75pt 11.25pt 5.25pt;border-image:none;width:99pt;background-color:transparent;mso-border-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-top-alt:solid #E2E5F3 .75pt;"> S31500(3RE60) 00Cr18Ni5Mo3Siz </td> <td width="48" style="border-width:0px 1pt 1pt 0px;border-style:none solid solid none;border-color:#000000 #E2E5F3 #E2E5F3 #000000;padding:6.75pt 11.25pt 5.25pt;width:36pt;background-color:transparent;mso-border-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-left-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-top-alt:solid #E2E5F3 .75pt;"> 0.03 </td> <td width="72" style="border-width:0px 1pt 1pt 0px;border-style:none solid solid none;border-color:#000000 #E2E5F3 #E2E5F3 #000000;padding:6.75pt 11.25pt 5.25pt;width:54pt;background-color:transparent;mso-border-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-left-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-top-alt:solid #E2E5F3 .75pt;"> 1.2/2.00 </td> <td width="72" style="border-width:0px 1pt 1pt 0px;border-style:none solid solid none;border-color:#000000 #E2E5F3 #E2E5F3 #000000;padding:6.75pt 11.25pt 5.25pt;width:54pt;background-color:transparent;mso-border-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-left-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-top-alt:solid #E2E5F3 .75pt;"> 1.4/2.00 </td> <td width="48" style="border-width:0px 1pt 1pt 0px;border-style:none solid solid none;border-color:#000000 #E2E5F3 #E2E5F3 #000000;padding:6.75pt 11.25pt 5.25pt;width:36pt;background-color:transparent;mso-border-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-left-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-top-alt:solid #E2E5F3 .75pt;"> 0.030 </td> <td width="48" style="border-width:0px 1pt 1pt 0px;border-style:none solid solid none;border-color:#000000 #E2E5F3 #E2E5F3 #000000;padding:6.75pt 11.25pt 5.25pt;width:36pt;background-color:transparent;mso-border-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-left-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-top-alt:solid #E2E5F3 .75pt;"> 0.030 </td> <td width="72" style="border-width:0px 1pt 1pt 0px;border-style:none solid solid none;border-color:#000000 #E2E5F3 #E2E5F3 #000000;padding:6.75pt 11.25pt 5.25pt;width:54pt;background-color:transparent;mso-border-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-left-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-top-alt:solid #E2E5F3 .75pt;"> 18.0/19.0 </td> <td width="72" style="border-width:0px 1pt 1pt 0px;border-style:none solid solid none;border-color:#000000 #E2E5F3 #E2E5F3 #000000;padding:6.75pt 11.25pt 5.25pt;width:54pt;background-color:transparent;mso-border-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-left-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-top-alt:solid #E2E5F3 .75pt;"> 4.25/5.25 </td> <td width="72" style="border-width:0px 1pt 1pt 0px;border-style:none solid solid none;border-color:#000000 #E2E5F3 #E2E5F3 #000000;padding:6.75pt 11.25pt 5.25pt;width:54pt;background-color:transparent;mso-border-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-left-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-top-alt:solid #E2E5F3 .75pt;"> 2.50/3.00 </td> <td style="border-width:0px 1pt 1pt 0px;border-style:none solid solid none;border-color:#000000 #E2E5F3 #E2E5F3 #000000;padding:6.75pt 11.25pt 5.25pt;background-color:transparent;mso-border-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-left-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-top-alt:solid #E2E5F3 .75pt;"> </td> <td width="72" style="border-width:0px 1pt 1pt 0px;border-style:none solid solid none;border-color:#000000 #E2E5F3 #E2E5F3 #000000;padding:6.75pt 11.25pt 5.25pt;width:54pt;background-color:transparent;mso-border-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-left-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-top-alt:solid #E2E5F3 .75pt;"> 0.05/0.10 </td> </tr> </tbody> </table> <a name="para20"></a>機械性能 <table style="border:currentColor;border-image:none;border-collapse:collapse;mso-border-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-padding-alt:6.75pt 11.25pt 5.25pt 11.25pt;" border="1" cellspacing="0" cellpadding="0"> <tbody> <tr style="mso-yfti-irow:0;mso-yfti-firstrow:yes;"> <td width="177" style="padding:6.75pt 11.25pt 5.25pt;border:1pt solid #E2E5F3;border-image:none;width:132.9pt;background-color:transparent;mso-border-alt:solid #E2E5F3 .75pt;" rowspan="2"> 鋼號 </td> <td width="87" style="border-width:1pt 1pt 1pt 0px;border-style:solid solid solid none;border-color:#E2E5F3 #E2E5F3 #E2E5F3 #000000;padding:6.75pt 11.25pt 5.25pt;border-image:none;width:65.45pt;background-color:transparent;mso-border-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-left-alt:solid #E2E5F3 .75pt;" rowspan="2"> σb(Mpa)≥ </td> <td width="86" style="border-width:1pt 1pt 1pt 0px;border-style:solid solid solid none;border-color:#E2E5F3 #E2E5F3 #E2E5F3 #000000;padding:6.75pt 11.25pt 5.25pt;border-image:none;width:64.25pt;background-color:transparent;mso-border-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-left-alt:solid #E2E5F3 .75pt;" rowspan="2"> σs(Mpa)≥ </td> <td width="65" style="border-width:1pt 1pt 1pt 0px;border-style:solid solid solid none;border-color:#E2E5F3 #E2E5F3 #E2E5F3 #000000;padding:6.75pt 11.25pt 5.25pt;border-image:none;width:48.95pt;background-color:transparent;mso-border-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-left-alt:solid #E2E5F3 .75pt;" rowspan="2"> δ(%)≥ </td> <td width="168" style="border-width:1pt 1pt 1pt 0px;border-style:solid solid solid none;border-color:#E2E5F3 #E2E5F3 #E2E5F3 #000000;padding:6.75pt 11.25pt 5.25pt;border-image:none;width:126.25pt;background-color:transparent;mso-border-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-left-alt:solid #E2E5F3 .75pt;" colspan="2"> 硬度 </td> </tr> <tr style="mso-yfti-irow:1;"> <td width="82" style="border-width:0px 1pt 1pt 0px;border-style:none solid solid none;border-color:#000000 #E2E5F3 #E2E5F3 #000000;padding:6.75pt 11.25pt 5.25pt;width:61.15pt;background-color:transparent;mso-border-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-left-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-top-alt:solid #E2E5F3 .75pt;"> 布氏(HB) </td> <td width="87" style="border-width:0px 1pt 1pt 0px;border-style:none solid solid none;border-color:#000000 #E2E5F3 #E2E5F3 #000000;padding:6.75pt 11.25pt 5.25pt;width:65.1pt;background-color:transparent;mso-border-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-left-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-top-alt:solid #E2E5F3 .75pt;"> 洛氏(HRC) </td> </tr> <tr style="mso-yfti-irow:2;"> <td width="177" style="border-width:0px 1pt 1pt;border-style:none solid solid;border-color:#000000 #E2E5F3 #E2E5F3;padding:6.75pt 11.25pt 5.25pt;border-image:none;width:132.9pt;background-color:transparent;mso-border-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-top-alt:solid #E2E5F3 .75pt;"> S32750（SAF2507） 00Cr25Ni7Mo4N </td> <td width="87" style="border-width:0px 1pt 1pt 0px;border-style:none solid solid none;border-color:#000000 #E2E5F3 #E2E5F3 #000000;padding:6.75pt 11.25pt 5.25pt;width:65.45pt;background-color:transparent;mso-border-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-left-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-top-alt:solid #E2E5F3 .75pt;"> 800 </td> <td width="86" style="border-width:0px 1pt 1pt 0px;border-style:none solid solid none;border-color:#000000 #E2E5F3 #E2E5F3 #000000;padding:6.75pt 11.25pt 5.25pt;width:64.25pt;background-color:transparent;mso-border-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-left-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-top-alt:solid #E2E5F3 .75pt;"> 550 </td> <td width="65" style="border-width:0px 1pt 1pt 0px;border-style:none solid solid none;border-color:#000000 #E2E5F3 #E2E5F3 #000000;padding:6.75pt 11.25pt 5.25pt;width:48.95pt;background-color:transparent;mso-border-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-left-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-top-alt:solid #E2E5F3 .75pt;"> 15 </td> <td width="82" style="border-width:0px 1pt 1pt 0px;border-style:none solid solid none;border-color:#000000 #E2E5F3 #E2E5F3 #000000;padding:6.75pt 11.25pt 5.25pt;width:61.15pt;background-color:transparent;mso-border-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-left-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-top-alt:solid #E2E5F3 .75pt;"> 310 </td> <td width="87" style="border-width:0px 1pt 1pt 0px;border-style:none solid solid none;border-color:#000000 #E2E5F3 #E2E5F3 #000000;padding:6.75pt 11.25pt 5.25pt;width:65.1pt;background-color:transparent;mso-border-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-left-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-top-alt:solid #E2E5F3 .75pt;"> 32 </td> </tr> <tr style="mso-yfti-irow:3;"> <td width="177" style="border-width:0px 1pt 1pt;border-style:none solid solid;border-color:#000000 #E2E5F3 #E2E5F3;padding:6.75pt 11.25pt 5.25pt;border-image:none;width:132.9pt;background-color:transparent;mso-border-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-top-alt:solid #E2E5F3 .75pt;"> S3180.(SAF2507) 00Cr22Ni5Mo3N </td> <td width="87" style="border-width:0px 1pt 1pt 0px;border-style:none solid solid none;border-color:#000000 #E2E5F3 #E2E5F3 #000000;padding:6.75pt 11.25pt 5.25pt;width:65.45pt;background-color:transparent;mso-border-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-left-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-top-alt:solid #E2E5F3 .75pt;"> 620 </td> <td width="86" style="border-width:0px 1pt 1pt 0px;border-style:none solid solid none;border-color:#000000 #E2E5F3 #E2E5F3 #000000;padding:6.75pt 11.25pt 5.25pt;width:64.25pt;background-color:transparent;mso-border-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-left-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-top-alt:solid #E2E5F3 .75pt;"> 450 </td> <td width="65" style="border-width:0px 1pt 1pt 0px;border-style:none solid solid none;border-color:#000000 #E2E5F3 #E2E5F3 #000000;padding:6.75pt 11.25pt 5.25pt;width:48.95pt;background-color:transparent;mso-border-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-left-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-top-alt:solid #E2E5F3 .75pt;"> 25 </td> <td width="82" style="border-width:0px 1pt 1pt 0px;border-style:none solid solid none;border-color:#000000 #E2E5F3 #E2E5F3 #000000;padding:6.75pt 11.25pt 5.25pt;width:61.15pt;background-color:transparent;mso-border-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-left-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-top-alt:solid #E2E5F3 .75pt;"> 290 </td> <td width="87" style="border-width:0px 1pt 1pt 0px;border-style:none solid solid none;border-color:#000000 #E2E5F3 #E2E5F3 #000000;padding:6.75pt 11.25pt 5.25pt;width:65.1pt;background-color:transparent;mso-border-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-left-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-top-alt:solid #E2E5F3 .75pt;"> 30.5 </td> </tr> <tr style="mso-yfti-irow:4;mso-yfti-lastrow:yes;"> <td width="177" style="border-width:0px 1pt 1pt;border-style:none solid solid;border-color:#000000 #E2E5F3 #E2E5F3;padding:6.75pt 11.25pt 5.25pt;border-image:none;width:132.9pt;background-color:transparent;mso-border-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-top-alt:solid #E2E5F3 .75pt;"> S31500(3RE60) 00Cr18Ni5Mo3Siz </td> <td width="87" style="border-width:0px 1pt 1pt 0px;border-style:none solid solid none;border-color:#000000 #E2E5F3 #E2E5F3 #000000;padding:6.75pt 11.25pt 5.25pt;width:65.45pt;background-color:transparent;mso-border-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-left-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-top-alt:solid #E2E5F3 .75pt;"> 630 </td> <td width="86" style="border-width:0px 1pt 1pt 0px;border-style:none solid solid none;border-color:#000000 #E2E5F3 #E2E5F3 #000000;padding:6.75pt 11.25pt 5.25pt;width:64.25pt;background-color:transparent;mso-border-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-left-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-top-alt:solid #E2E5F3 .75pt;"> 440 </td> <td width="65" style="border-width:0px 1pt 1pt 0px;border-style:none solid solid none;border-color:#000000 #E2E5F3 #E2E5F3 #000000;padding:6.75pt 11.25pt 5.25pt;width:48.95pt;background-color:transparent;mso-border-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-left-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-top-alt:solid #E2E5F3 .75pt;"> 30 </td> <td width="82" style="border-width:0px 1pt 1pt 0px;border-style:none solid solid none;border-color:#000000 #E2E5F3 #E2E5F3 #000000;padding:6.75pt 11.25pt 5.25pt;width:61.15pt;background-color:transparent;mso-border-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-left-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-top-alt:solid #E2E5F3 .75pt;"> 290 </td> <td width="87" style="border-width:0px 1pt 1pt 0px;border-style:none solid solid none;border-color:#000000 #E2E5F3 #E2E5F3 #000000;padding:6.75pt 11.25pt 5.25pt;width:65.1pt;background-color:transparent;mso-border-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-left-alt:solid #E2E5F3 .75pt;mso-border-top-alt:solid #E2E5F3 .75pt;"> 30.5 </td> </tr> </tbody> </table> 西安雙相不銹鋼由于具有奧氏體+鐵素體雙相組織，且兩個相組織的含量基本相當(dāng)，故兼有奧氏體不銹鋼和鐵素體不銹鋼的特點。屈服強度可達(dá)400Mpa ~ 550MPa，是普通奧氏體不銹鋼的2倍。與鐵素體不銹鋼相比，雙相不銹鋼的韌性高，脆性轉(zhuǎn)變溫度低，耐晶間腐蝕性能和焊接性能均顯著提高；同時又保留了鐵素體不銹鋼的一些特點，如475℃脆性、熱導(dǎo)率高、線膨脹系數(shù)小，具有超塑性及磁性等。與奧氏體不銹鋼相比，雙相不銹鋼的強度高，特別是屈服強度顯著提高，且耐孔蝕性、耐應(yīng)力腐蝕、耐腐蝕疲勞等性能也有明顯的改善?！　‰p相不銹鋼按其化學(xué)成分分類，可分為Cr18型、Cr23(不含Mo)型、Cr22型和Cr25型四類。對于Cr25型雙相不銹鋼又可分為普通型和超級雙相不銹鋼，其中應(yīng)用較多的是Cr22型和Cr25型。我國采用的雙相不銹鋼以瑞典產(chǎn)居多，具體牌號有：3RE60(Cr18型)，SAF2304 (Cr23型)，SAF2205 (Cr22型)，SAF2507(Cr25型)。

西安雙相不銹鋼（Duplex Stainless Steel，簡稱DSS），指鐵素體與奧氏體各約占50%，一般較少相的含量*少也需要達(dá)到30%的不銹鋼。在含C較低的情況下，Cr含量在18%~28%，Ni含量在3%~10%。有些鋼還含有Mo、Cu、Nb、Ti、N等合金元素。雙相不銹鋼從20世紀(jì)40年代在美國誕生以來，已經(jīng)發(fā)展到第三代。它的主要特點是屈服強度可達(dá)400-550MPa，是普通不銹鋼的2倍，因此可以節(jié)約用材，降低設(shè)備制造成本。西安雙相不銹鋼在抗腐蝕方面，特別是介質(zhì)環(huán)境比較惡劣（如海水，氯離子含量較高）的條件下，雙相不銹鋼的抗點蝕、縫隙腐蝕、應(yīng)力腐蝕及腐蝕疲勞性能明顯優(yōu)于普通的奧氏體不銹鋼，可以與高合金奧氏體不銹鋼媲美。

性能特點

由于兩相組織的特點，通過正確控制化學(xué)成分和熱處理工藝，使雙相不銹鋼兼有鐵素體不銹鋼和奧氏體不銹鋼的優(yōu)點，它將奧氏體不銹鋼所具有的優(yōu)良韌性和焊接性與鐵素體不銹鋼所具有的較高強度和耐

氯化物應(yīng)力腐蝕性能結(jié)合在一起，正是這些優(yōu)越的性能使雙相不銹鋼作為可焊接的結(jié)構(gòu)材料發(fā)展迅速，80年代以來已成為和馬氏體型、奧氏體型和鐵素體型不銹鋼并列的一個鋼類。西安雙相不銹鋼有以下性能特點：

（1）含鉬雙相不銹鋼在低應(yīng)力下有良好的耐氯化物應(yīng)力腐蝕性能。一般18-8型奧氏體不銹鋼在60°C以上中性氯化物溶液中容易發(fā)生應(yīng)力腐蝕斷裂，在微量氯化物及硫化氫工業(yè)介質(zhì)中用這類不銹鋼制造的熱交換器、蒸發(fā)器等設(shè)備都存在著產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕斷裂的傾向，而雙相不銹鋼卻有良好的抵抗能力。

（2）含鉬雙相不銹鋼有良好的耐孔蝕性能。在具有相同的孔蝕抗力當(dāng)量值（PRE=Cr%+3.3Mo%+16N%）時，雙相不銹鋼與奧氏體不銹鋼的臨界孔蝕電位相仿。雙相不銹鋼與奧氏體不銹鋼耐孔蝕性能與AISI 316L相當(dāng)。含25%Cr的，尤其是含氮的高鉻雙相不銹鋼的耐孔蝕和縫隙腐蝕性能超過了AISI 316L。

（3）具有良好的耐腐蝕疲勞和磨損腐蝕性能。在某些腐蝕介質(zhì)的條件下，適用于制作泵、閥等動力設(shè)備。

（4）綜合力學(xué)性能好。有較高的強度和疲勞強度，屈服強度是18-8型奧氏體不銹鋼的2倍。固溶態(tài)的延伸率達(dá)到25%，韌性值AK（V型槽口）在100J以上。

（5）可焊性良好，熱裂傾向小，一般焊前不需預(yù)熱，焊后不需熱處理，可與18-8型奧氏體不銹鋼或碳鋼等異種焊接。

（6）含低鉻（18%Cr）的雙相不銹鋼熱加工溫度范圍比18-8型奧氏體不銹鋼寬，抗力小，可不經(jīng)過鍛造，直接軋制開坯生產(chǎn)鋼板。含高鉻（25%Cr）的雙相不銹鋼熱加工比奧氏體不銹鋼略顯困難，可以生產(chǎn)板、管和絲等產(chǎn)品。

（7）冷加工時比18-8型奧氏體不銹鋼加工硬化效應(yīng)大，在管、板承受變形初期，需施加較大應(yīng)力才能變形。

（8）與奧氏體不銹鋼相比，導(dǎo)熱系數(shù)大，線膨脹系數(shù)小，適合用作設(shè)備的襯里和生產(chǎn)復(fù)合板。也適合制作熱交換器的管芯，換熱效率比奧氏體不銹鋼高。

（9）仍有高鉻鐵素體不銹鋼的各種脆性傾向，不宜用在高于300°C的工作條件。雙相不銹鋼中含鉻量愈低，σ等脆性相的危害性也愈小。

用途

用于煉油、化肥、造紙、石油、化工等耐海水耐高溫濃硝酸等熱交換器和冷淋器及器件。

4 分類介紹

雙相不銹鋼

類屬低合金型，代表牌號UNS S32304（23Cr-4Ni-0.1N），鋼中不含鉬，PREN值為24-25，在耐應(yīng)力腐蝕方面可代替AISI304或316使用。

**類屬中合金型，代表牌號是UNS S31803（22Cr-5Ni-3Mo-0.15N）,PREN值為32-33，其耐蝕性能介于AISI 316L和6%Mo+N奧氏體不銹鋼之間。

第三類屬高合金型，一般含25%Cr，還含有鉬和氮，有的還含有銅和鎢，標(biāo)準(zhǔn)牌號UNSS32550（25Cr-6Ni-3Mo-2Cu-0.2N），PREN值為38-39，這類鋼的耐蝕性能高于22%Cr的雙相不銹鋼。

第四類屬超級雙相不銹鋼型，含高鉬和氮，標(biāo)準(zhǔn)牌號UNS S32750（25Cr-7Ni-3.7Mo-0.3N）,有的也含鎢和銅,PREN值大于40,可適用于苛刻的介質(zhì)條件,具有良好的耐蝕與力學(xué)綜合性能，可與超級奧氏體不銹鋼相媲美。

不銹鋼

不銹鋼鋼種很多，性能各異，它在發(fā)展過程中逐步形成了幾大類。

按組織結(jié)構(gòu)分，分為馬氏不銹鋼（包括沉淀硬化不銹鋼）、鐵素體不銹鋼、奧氏體不銹鋼和奧氏體加鐵素體雙相不銹鋼等四大類；

按鋼中的主要化學(xué)成分或鋼中的一些特征元素來分類，分為鉻不銹鋼、鉻鎳不銹鋼、鉻鎳鉬不銹鋼以及低碳不銹鋼、高鉬不銹鋼、高純不銹鋼等；

按鋼的性能特點和用途分類，分為耐硝酸不銹鋼、耐硫酸不銹鋼、耐點蝕不銹鋼、耐應(yīng)力腐蝕不銹鋼、高強不銹鋼等；

按鋼的功能特點分類，分為低溫不銹鋼、無磁不銹鋼、易切削不銹鋼、超塑性不銹鋼等。常用的分類方法是按鋼的組織結(jié)構(gòu)特點和鋼的化學(xué)成分特點以及兩者相結(jié)合的方法分類。一般分為馬氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼、奧氏體不銹鋼、雙相不銹鋼和沉淀硬化型不銹鋼等，或分為鉻不銹鋼和鎳不銹鋼兩大類。

5 西安雙相不銹鋼焊接特性

雙相不銹鋼具有良好的焊接性能，與鐵素體不銹鋼及奧氏體不銹鋼相比，它既不像鐵素體不銹鋼的焊接熱影響區(qū)，由于晶粒嚴(yán)重粗化而使塑韌性大幅降低，也不像奧氏體不銹鋼那樣，對焊接熱裂紋比較敏感。

雙相不銹鋼由于其特殊的優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于石油化工設(shè)備、海水與廢水處理設(shè)備、輸油輸氣管線、造紙機械等工業(yè)領(lǐng)域，近些年來也被研究用于橋梁承重結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，具有很好的發(fā)展前景。

節(jié)約型雙相鋼"經(jīng)常會出現(xiàn)的焊接性能問題。而焊接標(biāo)準(zhǔn)雙相鋼并不是一個問題，而且不論采用何種工藝，都有適合這些應(yīng)用的焊材。從金相的角度來看，焊接2101（1.4162）根本就沒有問題，實際上它甚至要比標(biāo)準(zhǔn)級的雙相鋼更加容易焊接，因為這種材料事實上可以采用乙炔焊工藝來進行焊接，而對于標(biāo)準(zhǔn)雙相鋼材料而言，始終必須避免使用這種工藝。焊接2101所面臨的實際問題是熔池的粘度不同，因此可濕性差了一點。這迫使操作人員在焊接的過程中更加多地使用電弧焊，而這正是問題的所在。盡管可以通過選擇超合金化焊材加以彌補，但是我們經(jīng)常希望選擇匹配的焊材。

在2101中，也存在低溫?zé)嵊绊憛^(qū)和高溫?zé)嵊绊憛^(qū)中的顯微結(jié)構(gòu)之間的熱影響區(qū)相互作用，比2304、2205或2507更加有利。在以2101進行試驗時，也已經(jīng)發(fā)現(xiàn)由于鎳含量較低，因此產(chǎn)生了含有較多氮與錳的不同類型的"回火色"，而這影響了腐蝕性能。在電弧和熔池中發(fā)生的這一成分損失是由于氮與錳的蒸發(fā)與熔敷，這對于雙相鋼等級的材料來說是一個新問題，因此在這次講課中將作了較多描述。

焊接特點

雙相不銹鋼其焊接特點如下：

雙相不銹鋼在正常固溶處理(1020℃～1100℃加熱并水冷)后,鋼中含有大約50%～60%奧氏體和50%～40%鐵素體組織。隨著加熱溫度的提高，兩相比例變化并不明顯。

雙相不銹鋼具有良好的低溫沖擊韌性，如20mm厚的板材橫向試樣在-80℃時沖擊吸收功可達(dá)100J以上。在大多數(shù)介質(zhì)中其耐均勻腐蝕性能和耐點腐蝕性能均較好，但要注意，該類鋼在低于950℃熱處理時，由于σ相的析出，其耐應(yīng)力腐蝕性能將顯著變壞。由于該鋼Cr當(dāng)量與Ni當(dāng)量比值適當(dāng)，在高溫加熱后仍保留有較大量的一次奧氏體組織,又可使二次奧氏體在冷卻過程中生成,結(jié)果鋼中奧氏體相總量不低于30%～40%因而使鋼具有良好的耐晶間腐蝕性能。

另外，如前所述，在焊接這種鋼時裂紋傾向很低，不須預(yù)熱和焊后熱處理。由于母材中含有較高的N，焊接近縫區(qū)不會形成單相鐵素體區(qū)，奧氏體含量一般不低于30%。適用的焊接方法有鎢極氬弧焊和焊條電弧焊等，一般為了防止近縫區(qū)晶粒粗化，施焊時，應(yīng)盡量使用低的線能量焊接。

影響因素

影響雙相不銹鋼焊接質(zhì)量的因素主要體現(xiàn)在以下幾方面：

含N量影響

Gómez de Salazar JM等人研究了保護氣體中 N2的不同含量對雙相不銹鋼性能的影響。結(jié)果表明，隨著混合氣體中 N2分壓 PN2的增加，焊縫中氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)ω(N)開始迅速增加，然后變化很小，焊縫中的鐵素體相含量φ(α)隨ω(N)增加呈線性下降，但φ(α)對抗拉強度和伸長率的影響與ω(N)的影響剛好相反。同樣的鐵素體相含量φ(α)，母材的抗拉強度和伸長率均高于焊縫。這是由于顯微組織的不同所造成的。雙相不銹鋼焊縫金屬中含 N 量提高后可以改善接頭的沖擊韌性，這是由于增加了焊縫金屬中的γ相含量，以及減少了Cr2N 的析出。

熱輸入影響

與焊縫區(qū)不同，焊接時熱影響區(qū)的ω(N)是不會發(fā)生變化的，它就是母材的ω(N)，所以此時影響組織和性能的主要因素是焊接時的熱輸入。根據(jù)文獻，焊接時應(yīng)選擇合適的線能量。焊接時如果熱輸入太大，焊縫熱影響區(qū)范圍增大，金相組織也趨于晶粒粗大、紊亂，造成脆化，主要表現(xiàn)為焊接接頭的塑性指標(biāo)下降。如焊接熱輸入太小，造成淬硬組織并易產(chǎn)生裂紋，對HAZ的沖擊韌性同樣不利。此外，凡影響冷卻速度的因素都會影響到 HAZ 的沖擊韌性，如板厚、接頭形式等。

σ相脆化

國外文獻介紹了再熱引起的雙相不銹鋼及其焊縫金屬的σ相脆化問題。母材和焊縫金屬的再熱過程中，先由α相形成細(xì)小的二次奧氏體γ*，然后析出σ相。結(jié)果表明，脆性開裂都發(fā)生于σ相以及基體與σ相的界面處，對母材斷口觀察表明，在σ相周圍區(qū)域內(nèi)都為韌窩，由于α相區(qū)寬，大量生成的σ相才會使韌性降低，然而在焊縫中α相區(qū)是細(xì)小的，斷口仍表現(xiàn)為脆性斷裂，只要少量的σ相生成就足以引起焊縫金屬韌性的降低，因此，焊縫金屬中的σ相脆化傾向比母材要大得多。

氫致裂紋

雙相不銹鋼焊接接頭的氫脆通常發(fā)生于α相，且氫脆的敏感性隨焊接時峰值溫度的升高而增加。其微觀組織的變化為：峰值溫度增加，γ相含量減少，α相含量增加，同時由α相邊界和內(nèi)部析出的Cr2N 量增加，故極易發(fā)生氫脆。

應(yīng)力腐蝕開裂

母材和焊縫金屬中的裂紋都起始于α/γ界面的α相一側(cè)，并在α相內(nèi)擴展。奧氏體（γ）由于其固有的低氫脆敏感性，因此，可起到阻擋裂紋擴展的作用。由于DSS 中含有一定量的奧氏體，所以其應(yīng)力腐蝕開裂傾向性較小。

點蝕問題

耐點蝕是雙相不銹鋼的一個重要特性，與其化學(xué)成分和微觀組織有著密切關(guān)系。點蝕一般產(chǎn)生于α/γ界面，因此被認(rèn)為是產(chǎn)生于γ相和α相之間的γ*相。這意味著γ*相中的含Cr量低于γ相。γ*相與γ相的成分不同，是由于γ* 相中的Cr 和Mo含量低于初始γ相中的Cr、Mo含量。進一步研究表明，含N量較低的鋼，其點蝕電位對冷卻速度較為敏感。因此，在焊接含 N 量較低的雙相不銹鋼時，對冷卻速度的控制要求更加嚴(yán)格。在雙相不銹鋼焊接過程中，合理控制焊接線能量是獲得高質(zhì)量雙相不銹鋼接頭的關(guān)鍵。線能量過小，焊縫金屬及熱影響區(qū)的冷卻速度過快，奧氏體來不及析出，從而使組織中的鐵素體相含量增多；如線能量過大，盡管組織中能形成足量的奧氏體，但也會引起熱影響區(qū)內(nèi)的鐵素體晶粒長大以及σ相等有害相的析出。一般情況下，焊條電弧焊（Shieded Metal Arc Welding，SMAW）、鎢極氬弧焊（Gas Tungsten Arc Welding，GTAW）、藥芯焊絲電弧焊（Flux-Cored WireArc Welding，FCAW）和等離子弧焊（Plasma Arc Welding，PAW）等焊接方法均可用于雙相不銹鋼的焊接，且在焊前一般不需要采取預(yù)熱措施，焊后也不需進行熱處理。

西安雙相不銹鋼工藝提升

1 合金元素和冷卻速度

實驗和理論計算表明：臨界區(qū)加熱后獲得雙相組織所需的臨界冷卻速率與鋼中錳含量具有一定關(guān)系。其根鋼中存在的合金元素，就可估算獲得雙相組織所需要的臨界冷卻速率，為熱處理雙相鋼生產(chǎn)時，選擇適當(dāng)?shù)睦鋮s方法提供依據(jù)。

當(dāng)鋼的化學(xué)成分一定時，應(yīng)在保證獲得雙相組織的前提下，盡可能采用較低的冷卻速度，使鐵素體中的碳有充分的時間擴散到奧氏體中，從而降低雙相鋼的屈服強度，提高雙相鋼的延性。如果鋼中合金元素含量較4，臨界冷卻速度過高，冷卻后鐵素體中含有較高的固溶碳，不利于獲得優(yōu)良性能的雙相鋼，這時應(yīng)改變鋼的化學(xué)成分，增加鋼中的合金元素含量，從而降低臨界冷卻速度，或者在雙相鋼的生產(chǎn)工藝中，加入補充回火工序，降低鐵素體中的固溶碳，改善雙相鋼的性能。如果鋼中含有強的碳化物形成元素，當(dāng)估算臨界冷卻速率時，應(yīng)考慮到這些元素對臨界區(qū)加熱時所形的奧氏體淬透性和有利影響，V和Ti的碳化物粒子可以通過相界面的釘扎作用提高奧氏體的淬透性，降低臨界冷卻速度.

2.兩階段冷卻工藝

當(dāng)鋼中合金元素含量較低時，冷卻速度較慢會得到鐵素體加珠光體組織；冷卻速度較快時，則鐵素體中保留固溶碳較高，不利于降低屈服強度和提高延性。采用兩階段冷卻可以改善雙相鋼的性能，即從臨界區(qū)加熱溫度緩冷到某一溫度，然后快冷。緩冷可以使鐵素體中的碳向未轉(zhuǎn)變的奧氏體富聚。而快冷則可以避免未轉(zhuǎn)變的奧氏體等溫分解，保證獲得所需的雙相組織和性能。例如0.08%C-1.4%Mn鋼，從800℃;加熱到水冷的力學(xué)性能為：σ0.2=365PMa，σb=700MPa，σ0.2/σb=0.52，eu=18%，et=21%。如采用兩階段冷卻工藝，即在800℃;加熱后，空冷到600℃;，然后水冷，其性能為：σ0.2=280MPa，σb=600MPa，σ0.2/σb=0.47，eu=21%，et=29%。兩階段冷卻使雙相鋼的屈服強度降低，延性提高。

3.雙相鋼板熱軋后盤卷溫度的影響

對于一個給定成分的鋼，臨界區(qū)加熱時奧氏體的淬透性可以通過鋼板熱軋后高溫卷來修正。高溫盤卷可使碳、錳等合金元素在**組（珠光體或貝氏體）中明顯富集。有利提高隨后臨界區(qū)處理時雙相鋼的綜合性能。以0.049%C-1.99%Mn-0.028%Al-0.0019%N鋼的試驗結(jié)果為例，采用兩種工藝過程：一種為普通扎制工藝，終軋溫度900℃;→油冷到600℃;盤卷→吹風(fēng)冷到室溫→冷軋70%→連續(xù)退火。兩種盤卷工藝的碳和錳分布的分析結(jié)果可見高溫盤卷可使碳和錳在**相中明顯富集，而普通的軋制工藝錳基本無富集趨勢。

用高溫盤卷以修正合金含量較低的鋼在隨后臨界區(qū)處理時的淬透性，并降低熱處理雙相鋼的屈服強度，提高其延性的技術(shù)，已在有關(guān)工廠用于熱處理雙相鋼的生產(chǎn)，所得到的熱處理雙相鋼板綜合性能良好，板材各部位的性能均勻，縱向、橫向性能一致。例如對0.09%C-0.44Si-1.54%Mn-0.023%Al鋼。

限制要求

1.需要對相比例進行控制，*合適的比例是鐵素體相和奧氏體相約各占一半，其中某一相的數(shù)量*多不能超過65%，這樣才能保證有*佳的綜合性能。如果兩相比例失調(diào)，例如鐵素體相數(shù)量過多，很容易在焊接HAZ形成單相鐵素體，在某些介質(zhì)中對應(yīng)力腐蝕破裂敏感。

2.需要掌握雙相不銹鋼的組織轉(zhuǎn)變規(guī)律，熟悉每一個鋼種的TTT和CCT轉(zhuǎn)變曲線，這是正確指導(dǎo)制定雙相不銹鋼熱處理，熱成型等工藝的關(guān)鍵，雙相不銹鋼脆性相的析出要比奧氏體不銹鋼敏感的多。

3.雙相不銹鋼的連續(xù)使用溫度范圍為-50～250℃，下限取決于鋼的脆性轉(zhuǎn)變溫度，上限受到475℃脆性的限制，上限溫度不能超過300℃。

4.雙相不銹鋼固溶處理后需要快冷，緩慢冷卻會引起脆性相的析出，從而導(dǎo)致鋼的韌性，特別是耐局部腐蝕性能的下降。

5.高鉻鉬雙相不銹鋼的熱加工與熱成型的下限溫度不能低于950℃，超級雙相不銹鋼不能低于980℃低鉻鉬雙相不銹鋼不能低于900℃，避免因脆性相的析出在加工過程造成表面裂紋

6.不能使用奧氏體不銹鋼常用的650-800℃的消除應(yīng)力處理，一般采用固溶退火處理。對于在低合金鋼的表面堆焊雙相不銹鋼后，需要進行600-650℃整體消應(yīng)處理時，必須考慮到因脆性相的析出所帶來的韌性和耐腐蝕性，尤其是耐局部腐蝕性能的下降問題，盡可能縮短在這一溫度范圍內(nèi)的加熱時間。低合金鋼和雙相不銹鋼復(fù)合板的熱處理問題也要同此考慮。

7.需要熟悉了解雙相不銹鋼的焊接規(guī)律，不能全部套用奧氏體不銹鋼的焊接，雙相不銹鋼的設(shè)備能否**使用與正確掌握鋼的焊接工藝有很大關(guān)系，一些設(shè)備的失效往往與焊接有關(guān)。關(guān)鍵在于線能量和層間溫度的控制，正確選擇焊接材料也很重要。焊接接頭（焊縫金屬和焊接HAZ）的兩相比例，尤其是焊接HAZ維持必要的奧氏體數(shù)量，這對保證焊接接頭具有與母材同等的性能很重要。

8.在不同的腐蝕環(huán)境中選用雙相不銹鋼時，要注意鋼的耐腐蝕性總是相對的，盡管雙相不銹鋼有較好的耐局部腐蝕性能，就某一個雙相不銹鋼而言，他也是有一個適用的介質(zhì)條件范圍，包括溫度、壓力、介質(zhì)濃度、pH值等，需要慎重加以選擇。從文獻和手冊中獲取的數(shù)據(jù)很多是實驗室的腐蝕試驗結(jié)果，往往與工程的實際條件有差距，因此在選材時需要注意，必要時需要進行在實際介質(zhì)中的腐蝕試驗或是現(xiàn)場條件下的掛片試驗，甚至模擬裝置的試驗。

6 焊材選用要求

焊材要求

焊材包括：①填充金屬；②保護氣體和背面保護氣體。分述如下。在焊態(tài)下使用的焊接結(jié)構(gòu)，其焊縫金屬與母材相比應(yīng)是合金元素鎳含量較高的。這是為了保證合適的鐵素體和奧氏體的相比例。這一純焊縫金屬在焊態(tài)下，必須有這樣的成分，即能在結(jié)晶后直接均勻地形成以奧氏體為主（30%～70%）的并含有鐵素體的雙相組織。當(dāng)焊件可在1050～1100℃溫度下退火時，應(yīng)該選擇與母材成分（Ni=55%～70%）相當(dāng)?shù)暮缚p金屬。在這種焊接工藝中，焊后占主要的鐵素體基體轉(zhuǎn)變形成了平衡的鐵素體/奧氏體組織。焊接雙相不銹鋼和超級雙相不銹鋼的焊材均是配套設(shè)計的（詳見表1和表2）。手工焊用的涂藥焊條既可以用鈦型藥皮焊條，也可以用堿**皮焊條。堿**皮的焊條對全位置的焊接更適宜一些，而鐵型悍條工藝性優(yōu)良，在幾乎所有的實際應(yīng)用中都可獲得滿意的效果。

采用填充焊絲和其他焊接方法（GTAW、GMAW、SAW）熔敷的焊縫金屬與焊絲有類似的化學(xué)成分。

保護氣體適用于各種氣體保護焊方法（見表3）。

表1雙相不銹鋼的配套焊接材料

背面保護氣體用于單面焊的焊管內(nèi)部氣體保護，即可以用于工業(yè)純氬氣，也可以用于高純度氬氣（99.99%）。在所有情況下，氣體都應(yīng)該干燥（PrEN439:除CO2外，所有氣體*大不超過40ppm露點*高-50℃，CO2中的水分*大不超過200ppm，露點*高為-35℃），因該采取各種措施避免水分侵入保護氣體中。

保護氣體和背面保護氣體對焊縫金屬的含氮量有影響。由于保護氣體中的N2分壓低，可能從焊縫熔池中擴散出N2，從而使焊縫金屬氮量降低，*大可減少0.05%N2。存在這種危險時，在保護氣體和背面保護氣體中必須加入5%N2，以防止焊縫金屬N2損失。

焊材選用

雙相不銹鋼用的焊材，其特點是焊縫組織為奧氏體占優(yōu)的雙相組織，主要耐蝕元素(鉻、鉬等)含量與母材相當(dāng)，從而保證與母材相當(dāng)?shù)哪臀g性。為了保證焊縫中奧氏體的含量，通常是提高鎳和氮的含量，也就是提高約2% ~ 4%的鎳當(dāng)量。在雙相不銹鋼母材中，一般都有一定量的氮含量，在焊材中也希望有一定的含氮量，但一般不宜太高，否則會產(chǎn)生氣孔。這樣鎳含量較高就成了焊材與母材的一個主要區(qū)別?！　「鶕?jù)耐腐蝕性、接頭韌性的要求不同來選擇與母材化學(xué)成分相匹配的焊條，如焊接Cr22型雙相不銹鋼，可選用Cr22Ni9Mo3型焊條，如E2209焊條。采用酸性焊條時脫渣優(yōu)良，焊縫成形美觀，但沖擊韌性較低，當(dāng)要求焊縫金屬具有較高的沖擊韌性，并需進行全位置焊接時，應(yīng)采用堿性焊條。當(dāng)根部封底焊時，通常采用堿性焊條。當(dāng)對焊縫金屬的耐腐蝕性能具有特殊要求時，還應(yīng)采用超級雙相鋼成分的堿性焊條?！　τ趯嵭臍怏w保護焊焊絲，在保證焊縫金屬具有良好耐腐蝕性與力學(xué)性能的同時，還應(yīng)注意其焊接工藝性能，對于藥芯焊絲，當(dāng)要求焊縫成形美觀時，可采用金紅石型或鈦鈣型藥芯焊絲，當(dāng)要求較高的沖擊韌度或在較大的拘束度條件下焊接時，宜采用堿度較高的藥芯焊絲。　　對于埋弧焊宜采用直徑較小的焊絲，實現(xiàn)中小焊接規(guī)范下的多層多道焊，以防止焊接熱影響區(qū)及焊縫金屬的脆化，并采用配套的堿性焊劑。

7 國家標(biāo)準(zhǔn)

西安雙相不銹鋼牌號

我國新標(biāo)準(zhǔn)GB/T 20878-2007《不銹鋼和耐熱鋼牌號及化學(xué)成分》中加入了許多雙相不銹鋼牌號。如：14Cr18Ni11Si4AlTi、 022Cr19Ni5Mo3Si2N、12Cr21Ni5Ti。更多的牌號見標(biāo)準(zhǔn)。

另外：有名的2205雙相鋼相當(dāng)于我國的022Cr23Ni5Mo3N.。

*后，一些網(wǎng)頁甚至論文將雙相不銹鋼寫作雙向不銹鋼是錯誤的。雙相是指金相組織的有兩種，而非方向的“向”。

西安雙相不銹鋼化學(xué)成分

鋼號	C≤	Mn≤	Si≤	S≤	P≤	Cr≤	Ni	Mo	Cu≤	N
S32750（SAF2507） 00Cr25Ni7Mo4N	0.03	1.20	0.8	0.020	0.035	24.0/26.0	6.0/8.0	3.0/5.0	0.50	0.24/0.32
S31803(SAF2205) 00Cr22Ni5Mo3N	0.03	2.00	1.0	0.020	0.030	21.0/23.0	4.50/6.50	2.50/3.50		0.08/0.20
S31500(3RE60) 00Cr18Ni5Mo3Siz	0.03	1.2/2.00	1.4/2.00	0.030	0.030	18.0/19.0	4.25/5.25	2.50/3.00		0.05/0.10

機械性能

鋼號	σb(Mpa)≥	σs(Mpa)≥	δ(%)≥	硬度
鋼號	σb(Mpa)≥	σs(Mpa)≥	δ(%)≥	布氏(HB)	洛氏(HRC)
S32750（SAF2507） 00Cr25Ni7Mo4N	800	550	15	310	32
S3180.(SAF2507) 00Cr22Ni5Mo3N	620	450	25	290	30.5
S31500(3RE60) 00Cr18Ni5Mo3Siz	630	440	30	290	30.5

西安雙相不銹鋼由于具有奧氏體+鐵素體雙相組織，且兩個相組織的含量基本相當(dāng)，故兼有奧氏體不銹鋼和鐵素體不銹鋼的特點。屈服強度可達(dá)400Mpa ~ 550MPa，是普通奧氏體不銹鋼的2倍。與鐵素體不銹鋼相比，雙相不銹鋼的韌性高，脆性轉(zhuǎn)變溫度低，耐晶間腐蝕性能和焊接性能均顯著提高；同時又保留了鐵素體不銹鋼的一些特點，如475℃脆性、熱導(dǎo)率高、線膨脹系數(shù)小，具有超塑性及磁性等。與奧氏體不銹鋼相比，雙相不銹鋼的強度高，特別是屈服強度顯著提高，且耐孔蝕性、耐應(yīng)力腐蝕、耐腐蝕疲勞等性能也有明顯的改善?！　‰p相不銹鋼按其化學(xué)成分分類，可分為Cr18型、Cr23(不含Mo)型、Cr22型和Cr25型四類。對于Cr25型雙相不銹鋼又可分為普通型和超級雙相不銹鋼，其中應(yīng)用較多的是Cr22型和Cr25型。我國采用的雙相不銹鋼以瑞典產(chǎn)居多，具體牌號有：3RE60(Cr18型)，SAF2304 (Cr23型)，SAF2205 (Cr22型)，SAF2507(Cr25型)。

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西安雙相不銹鋼