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隙腐蝕(shi)能力也均優于奧氏體不銹鋼焊接接頭,抗晶間腐蝕(shi)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(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)氏體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)型不(bu)銹(xiu)鋼或(huo)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)型不(bu)銹(xiu)鋼經受熱循環時,通常沒有(you)激烈的(de)(de)(de)(de)(de)組(zu)織(zhi)變化(hua),只(zhi)是有(you)可能析出少許的(de)(de)(de)(de)(de)第二相(xiang),如碳化(hua)物(wu)、氮化(hua)物(wu)或(huo)σ相(xiang)等,在某些非穩(wen)定奧(ao)氏體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)鋼中有(you)可能出現(xian)百分之幾的(de)(de)(de)(de)(de)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)相(xiang)。奧(ao)氏體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)-鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼則(ze)不(bu)同,如圖4-6所(suo)示的(de)(de)(de)(de)(de)相(xiang)圖表明,在1000℃以下平衡相(xiang)比例為50/50左右的(de)(de)(de)(de)(de)雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼,隨著溫(wen)度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)升高,奧(ao)氏體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)逐步減少而鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)則(ze)逐步增多,被加熱到1350℃以上至固(gu)相(xiang)線(xian)溫(wen)度(du)區間,其平衡組(zu)織(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)積分數轉變為100%的(de)(de)(de)(de)(de)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)。


圖 6.jpg



1. 焊縫的成分(fen)和組(zu)織(zhi)


  從(cong)圖(tu)4-6中(zhong)可(ke)知,由于金(jin)(jin)(jin)屬熔化后結晶所生成(cheng)的金(jin)(jin)(jin)相(xiang)組(zu)織通常是(shi)體(ti)積分數為100%的鐵(tie)素體(ti),而(er)且(qie)隨(sui)后的冷(leng)卻過程中(zhong),來不及發生奧(ao)氏體(ti)的析(xi)出。所以,即使(shi)是(shi)在(zai)大大降低(di)焊(han)縫(feng)的冷(leng)卻速度(暫不說這將對熱影響(xiang)性(xing)(xing)能產生不利(li)影響(xiang)),奧(ao)氏體(ti)相(xiang)的份額也(ye)不能增大多少(shao),根本無法解決鐵(tie)素體(ti)占絕對優勢(shi)的問題。這樣的焊(han)縫(feng)金(jin)(jin)(jin)屬不僅(jin)耐蝕性(xing)(xing)低(di)下,而(er)且(qie)塑性(xing)(xing)也(ye)不良。這一(yi)現象在(zai)焊(han)接其他牌號的雙相(xiang)不銹鋼時,也(ye)會不同程度的出現。


  總之,相比例是決(jue)定雙相不銹鋼性能的至關重(zhong)要的因素。為了得到(dao)相組成(cheng)比例較為理想的焊縫(feng)金(jin)屬,要采取以下措施:


     ①. 增加(jia)焊縫金(jin)屬(shu)中奧(ao)氏體化合金(jin)元素。例如,用氮對焊縫金(jin)屬(shu)合金(jin)化,或將其成分(fen)(fen)中鎳質量分(fen)(fen)數提高到10%左(zuo)右(you)。這(zhe)樣就可(ke)能獲得奧(ao)氏體體積分(fen)(fen)數不少(shao)于30%~40%的焊縫金(jin)屬(shu)。


    ②. 通過焊(han)接工藝(yi)(例如小的(de)熱輸入)來獲(huo)取(qu)比(bi)較細小的(de)、比(bi)較均勻的(de)兩相混合組織(zhi),有(you)利于提高(gao)焊(han)縫的(de)多方面性能。


  焊(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)受到隨后(hou)焊(han)道的熱影響,其中的二次(ci)轉(zhuan)變奧氏(shi)體含量有所(suo)上升(sheng)。因此,有時(shi)(shi)可以利(li)用“退(tui)火(huo)”焊(han)縫(feng)來改善焊(han)縫(feng)性(xing)能(neng),例如,在薄板焊(han)縫(feng)的背(bei)面加“退(tui)火(huo)”焊(han)縫(feng)來改善正面焊(han)縫(feng)的性(xing)能(neng)。但焊(han)后(hou)需要將“退(tui)火(huo)”焊(han)縫(feng)打磨掉,這種辦法則(ze)由于費工時(shi)(shi),只有在特殊(shu)情況下才被(bei)采用。



2. 精熱影唱想入(ru)米取的工藝措(cuo)施


  在(zai)焊(han)(han)(han)接過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong),由于焊(han)(han)(han)接加熱的(de)快速性(xing)和短暫(zan)(zan)性(xing),鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)+奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)轉(zhuan)變(bian)成鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)的(de)相(xiang)變(bian)并不能完成。在(zai)焊(han)(han)(han)縫金(jin)屬(shu)(shu)組(zu)織(zhi)(zhi)中(zhong)尚存(cun)有(you)(you)相(xiang)當數(shu)量的(de)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti),金(jin)屬(shu)(shu)就開(kai)始了(le)(le)降溫(wen)(wen)。待降溫(wen)(wen)到某(mou)平衡溫(wen)(wen)度以下,金(jin)屬(shu)(shu)組(zu)織(zhi)(zhi)又(you)會發生逆轉(zhuan)變(bian)即(ji)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)轉(zhuan)為(wei)二次奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)。同樣由于熱循環(huan)的(de)短暫(zan)(zan),再加之此(ci)時溫(wen)(wen)度已降得較(jiao)低,該(gai)逆轉(zhuan)變(bian)為(wei)二次奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)的(de)數(shu)量也不會很(hen)多,因此(ci)該(gai)區中(zhong)的(de)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)份額(e)(e)占得較(jiao)大而奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)份額(e)(e)較(jiao)少。而且(qie)(qie),此(ci)時的(de)兩相(xiang)組(zu)織(zhi)(zhi)狀(zhuang)態已大大不同于原(yuan)先的(de)排列。原(yuan)先軋制狀(zhuang)態下成條(tiao)帶狀(zhuang)的(de)同奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)混(hun)存(cun)的(de)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti),向(xiang)等軸狀(zhuang)結(jie)晶發展、長大;而原(yuan)來呈(cheng)條(tiao)帶狀(zhuang)的(de)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)走向(xiang)消失(shi),冷卻過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)從(cong)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)中(zhong)轉(zhuan)變(bian)出(chu)來的(de)二次奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)則(ze)呈(cheng)雜亂的(de)竹葉狀(zhuang)在(zai)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)晶間和晶內先后出(chu)現。所以說(shuo)在(zai)焊(han)(han)(han)接熱影(ying)響區段的(de)組(zu)織(zhi)(zhi)劣化不僅表現為(wei)相(xiang)比例失(shi)調,而且(qie)(qie)還失(shi)去(qu)了(le)(le)最有(you)(you)利于阻礙應力腐蝕裂紋擴展的(de)兩相(xiang)分布狀(zhuang)況-兩相(xiang)呈(cheng)條(tiao)帶疊(die)置狀(zhuang)。應當注(zhu)意(yi),一旦形成了(le)(le)粗(cu)大的(de)等軸晶,就很(hen)難通(tong)過(guo)熱處(chu)理(li)或其(qi)他措施(shi)予以恢(hui)復。


  

為(wei)了使焊接(jie)接(jie)頭熱影(ying)響區各項(xiang)性(xing)能指標與其他(ta)部位相(xiang)同,可采(cai)取(qu)下列措施:


   a. 一定(ding)要用盡量(liang)小的熱輸大(da)施(shi)焊。一旦由于過(guo)熱會導致形成大(da)晶(jing)粒鐵素(su)體,就很難保持或恢復(fu)雙相不銹鋼的優良性能。


   b. 為使焊(han)接(jie)接(jie)頭的熱影(ying)響區(qu)的相(xiang)比(bi)例與(yu)母(mu)材相(xiang)當,可對焊(han)接(jie)接(jie)頭通過固溶處理來實現,但費(fei)工、費(fei)時,還消耗大(da)量(liang)能源以及引起結構(gou)變形(xing)等問(wen)題,很難達到理想的效果。


   c. 通(tong)過對(dui)(dui)焊(han)(han)(han)接接頭進行(xing)再一(yi)次的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)接熱循(xun)環(huan),使焊(han)(han)(han)接熱影(ying)響區的(de)(de)(de)奧氏體相進一(yi)步析出,增(zeng)加奧氏體金(jin)屬相數量(liang)且能細化鐵(tie)素體晶(jing)粒(li),減少碳(tan)化物(wu)和氮化物(wu)從晶(jing)內和晶(jing)界析出。采用的(de)(de)(de)方法(fa)是對(dui)(dui)接觸介質(zhi)的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)先進行(xing)施焊(han)(han)(han)。對(dui)(dui)于(yu)單(dan)道焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng),則在非接觸工(gong)作(zuo)(zuo)介質(zhi)面的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)上,加焊(han)(han)(han)一(yi)層工(gong)藝焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng),若焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)的(de)(de)(de)余高超標時,應修磨(mo)焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)高度;對(dui)(dui)于(yu)多(duo)層焊(han)(han)(han)時,除了用小的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)接熱輸入的(de)(de)(de)多(duo)層多(duo)道焊(han)(han)(han)外,必要時也(ye)可以增(zeng)加工(gong)藝焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)來(lai)改善工(gong)作(zuo)(zuo)焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)的(de)(de)(de)熱影(ying)響區性能。


   d. 采用奧(ao)氏體相占(zhan)比例大的焊(han)接材料,來提(ti)高(gao)焊(han)縫金屬(shu)中(zhong)奧(ao)氏體的比例,對提(ti)高(gao)焊(han)縫金屬(shu)的塑性(xing)、韌性(xing)和耐(nai)蝕性(xing)均是有益(yi)的。






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