許多焊接方法都可用于不銹鋼的焊接，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(ao)氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼的焊接
1. 奧(ao)氏體不(bu)銹鋼(gang)的概述
奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)代表了(le)整個(ge)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)系列中最大(da)的(de)(de)一(yi)(yi)個(ge)類(lei)(lei)別(bie)，生產的(de)(de)噸位高于(yu)其他任何一(yi)(yi)種類(lei)(lei)別(bie)。它們在絕(jue)大(da)多數(shu)環境中具有(you)(you)良好的(de)(de)耐(nai)腐(fu)蝕性。奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)具有(you)(you)和(he)(he)低(di)(di)碳鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)相當的(de)(de)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)，室溫(wen)(wen)時最低(di)(di)屈服強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)約為210MPa（30ksi），然而不能(neng)相變(bian)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)化(hua)。由于(yu)這類(lei)(lei)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)低(di)(di)溫(wen)(wen)沖(chong)擊韌度(du)(du)(du)好而可(ke)(ke)(ke)用(yong)(yong)于(yu)低(di)(di)溫(wen)(wen)工作(zuo)環境。其高溫(wen)(wen)工作(zuo)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)可(ke)(ke)(ke)達760℃或(huo)者更高，但是(shi)(shi)大(da)部分鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)在這么高的(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)下強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)和(he)(he)抗氧化(hua)能(neng)力是(shi)(shi)有(you)(you)限的(de)(de)。奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)可(ke)(ke)(ke)以通(tong)過冷作(zuo)硬(ying)化(hua)而有(you)(you)效(xiao)地強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)化(hua)。它們經(jing)常(chang)用(yong)(yong)于(yu)要(yao)求(qiu)有(you)(you)很耐(nai)大(da)氣腐(fu)蝕或(huo)耐(nai)高溫(wen)(wen)腐(fu)蝕能(neng)力的(de)(de)工作(zuo)場合。只要(yao)按照正確的(de)(de)工藝規(gui)范施焊，這類(lei)(lei)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)都(dou)是(shi)(shi)可(ke)(ke)(ke)以焊接的(de)(de)。在這類(lei)(lei)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)中添加(jia)大(da)量(liang)的(de)(de)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)形(xing)成元(yuan)素，特別(bie)是(shi)(shi)鎳（一(yi)(yi)般w（Cr）=8%），其他的(de)(de)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)形(xing)成元(yuan)素是(shi)(shi)C、N和(he)(he)Cu。碳和(he)(he)氮(dan)是(shi)(shi)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)形(xing)成元(yuan)素，這可(ke)(ke)(ke)以從鎳當量(liang)公式中各(ge)系數(shu)值可(ke)(ke)(ke)看出：Nieq=Ni+35C+20N+0.25Cu，加(jia)碳是(shi)(shi)為了(le)改進高溫(wen)(wen)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)（蠕變(bian)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)）。在某些(xie)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)中加(jia)入(ru)氮(dan)主要(yao)是(shi)(shi)為了(le)改進室溫(wen)(wen)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)和(he)(he)低(di)(di)溫(wen)(wen)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)，有(you)(you)時可(ke)(ke)(ke)以提高一(yi)(yi)倍(bei)多，用(yong)(yong)氮(dan)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)化(hua)的(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)經(jing)常(chang)在它們的(de)(de)AISI 300系列型號后面標(biao)注一(yi)(yi)個(ge)后綴N，如(ru)304LN。AISI 200系列（如(ru)201）也(ye)是(shi)(shi)氮(dan)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)化(hua)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)，經(jing)常(chang)使用(yong)(yong)各(ge)種商業(ye)名稱，例如(ru)：Nitronic.
奧氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)一(yi)般具有較(jiao)(jiao)(jiao)好的(de)(de)韌度和(he)延性，在(zai)拉伸加(jia)載時顯示出很高的(de)(de)斷(duan)后(hou)伸長(chang)率。由于鋼(gang)(gang)中(zhong)合(he)金含量較(jiao)(jiao)(jiao)高，所以比(bi)馬氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)、低鉻(ge)和(he)中(zhong)鉻(ge)鐵素(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)要貴。盡管鋼(gang)(gang)本身價(jia)格高，但提供了(le)突出的(de)(de)工(gong)程制造方(fang)面的(de)(de)優點，特(te)別是(shi)(shi)良好成形性和(he)焊接性，因(yin)而和(he)其他類的(de)(de)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)比(bi)較(jiao)(jiao)(jiao)，經常降(jiang)低了(le)總的(de)(de)成本。奧氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)雖然有很多種類，但300系列是(shi)(shi)最老(lao)的(de)(de)也是(shi)(shi)應(ying)用最廣(guang)的(de)(de)。這類鋼(gang)(gang)大部分是(shi)(shi)在(zai)18Cr-8Ni系的(de)(de)基(ji)礎上加(jia)入(ru)合(he)金元(yuan)素(su)或(huo)者是(shi)(shi)進行(xing)變質(zhi)，而得到獨特(te)的(de)(de)性能(neng)或(huo)者使性能(neng)更完備(bei)。
304型不銹鋼(gang)是這個系列鋼(gang)的(de)基(ji)礎，加(jia)上(shang)304L代表了(le)最常選用(yong)(yong)的(de)奧氏(shi)體不銹鋼(gang)。在316型不銹鋼(gang)中用(yong)(yong)質量(liang)分數(shu)大約2%的(de)仩替代等(deng)量(liang)的(de)鉻以改善耐點蝕能力。在穩(wen)定化(hua)的(de)321和(he)347鋼(gang)中分別少量(liang)的(de)鈦和(he)鈮，它(ta)們(men)和(he)碳(tan)(tan)結合以減少由于(yu)(yu)(yu)析(xi)出富鉻碳(tan)(tan)化(hua)物而(er)引起的(de)晶(jing)間腐(fu)蝕。在上(shang)世紀60年(nian)代普遍使用(yong)(yong)L類(lei)鋼(gang)，這是由于(yu)(yu)(yu)利用(yong)(yong)AOD（氬-氧脫碳(tan)(tan)）方法熔煉，降低了(le)標準(zhun)型（非低碳(tan)(tan)鋼(gang)）和(he)低碳(tan)(tan)型不銹鋼(gang)之間的(de)價(jia)格差(cha)別。這類(lei)低碳(tan)(tan)型號不銹鋼(gang)（304L，316L）已(yi)經廣(guang)泛用(yong)(yong)于(yu)(yu)(yu)受到晶(jing)間侵蝕和(he)晶(jing)間應力腐(fu)蝕的(de)工作場合。
如(ru)ASTM A312中，最廣泛使用的鋼(gang)(gang)材(cai)304、316、321和(he)347以及(ji)它們的變(bian)種鋼(gang)(gang)都是18-8類(lei)型，含(han)有的名義(yi)成分(fen)(fen)（質(zhi)量(liang)(liang)分(fen)(fen)數）是18%鉻和(he)8%鎳。L類(lei)鋼(gang)(gang)代(dai)表低碳類(lei)的變(bian)種鋼(gang)(gang)，其(qi)名義(yi)碳的質(zhi)量(liang)(liang)分(fen)(fen)數是0.03%。這類(lei)鋼(gang)(gang)提高(gao)(gao)了在腐蝕環境(jing)中對晶(jing)間(jian)侵蝕的耐力。H類(lei)鋼(gang)(gang)碳的質(zhi)量(liang)(liang)分(fen)(fen)數接近于0.1%，其(qi)高(gao)(gao)溫強度(du)比標準鋼(gang)(gang)及(ji)L類(lei)鋼(gang)(gang)高(gao)(gao)，因而用于高(gao)(gao)溫場合。N類(lei)鋼(gang)(gang)是在300系列(lie)鋼(gang)(gang)中有意加入(ru)質(zhi)量(liang)(liang)分(fen)(fen)數高(gao)(gao)達0.20%的氮（300N，316N）碳在含(han)錳的鋼(gang)(gang)里氮的加入(ru)量(liang)(liang)更高(gao)(gao)（錳增加氮在奧氏體相中的溶解度(du)）。較高(gao)(gao)的氮含(han)量(liang)(liang)可以增加奧氏體不銹鋼(gang)(gang)的強度(du)、抗(kang)磨損和(he)耐點(dian)蝕能(neng)力。
含有(you)鈦和(he)(he)鈮的(de)鋼(gang)如321和(he)(he)347型(xing)稱為穩定化(hua)(hua)鋼(gang)，因為加(jia)入這兩種(zhong)元素穩定了(le)碳(tan)，阻(zu)止其(qi)(qi)生成M23C6型(xing)鉻(ge)的(de)碳(tan)化(hua)(hua)物(wu)。由(you)于鈦和(he)(he)鈮的(de)加(jia)入量達到1.0%（質(zhi)量分數）時可(ke)(ke)以有(you)效地減少基本中的(de)碳(tan)含量使(shi)富鉻(ge)碳(tan)化(hua)(hua)物(wu)的(de)析(xi)出(chu)很(hen)困難(nan)，這就降(jiang)低了(le)敏化(hua)(hua)的(de)可(ke)(ke)能(neng)性(xing)，而敏化(hua)(hua)會導(dao)致在奧(ao)氏體鋼(gang)中產生晶間腐蝕(shi)。還有(you)很(hen)多其(qi)(qi)他(ta)鋼(gang)種(zhong)，包括超級奧(ao)氏體不銹(xiu)鋼(gang)。由(you)于 這些鋼(gang)種(zhong)獨特的(de)性(xing)能(neng)及對其(qi)(qi)焊接性(xing)的(de)特殊考慮。
2. 奧氏體不銹鋼焊接方法(fa)與焊接材(cai)料的選(xuan)擇
（1）焊接方法
奧氏體(ti)(ti)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)具有優良的(de)焊(han)(han)(han)接(jie)性，幾乎(hu)所有的(de)熔焊(han)(han)(han)方(fang)法都可用(yong)于奧氏體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)的(de)焊(han)(han)(han)接(jie)，許多特種焊(han)(han)(han)接(jie)方(fang)法，如(ru)電阻點焊(han)(han)(han)、縫焊(han)(han)(han)、閃光焊(han)(han)(han)、激光與(yu)電子束焊(han)(han)(han)、釬焊(han)(han)(han)都是可用(yong)于奧氏體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)，就根據具體(ti)(ti)的(de)焊(han)(han)(han)接(jie)性與(yu)接(jie)頭使(shi)用(yong)性能的(de)要求，合理選擇(ze)最佳的(de)焊(han)(han)(han)接(jie)方(fang)法。其中焊(han)(han)(han)條電弧焊(han)(han)(han)、鎢極(ji)氬弧焊(han)(han)(han)、熔化極(ji)惰性氣體(ti)(ti)保護焊(han)(han)(han)、埋弧焊(han)(han)(han)是較為(wei)經濟的(de)焊(han)(han)(han)接(jie)方(fang)法。
(2) 焊材選擇
對于奧氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)填充金屬的種類，分(fen)成三個部分(fen)，反映了AWS按焊接材料各(ge)類分(fen)別設定(ding)的三種標準(zhun)。其中：
a. 不銹鋼焊條采(cai)用美國標準AWS A5.4標準用于焊條（我公司焊材為GES-309，GES316L等(deng)）；
b. 不銹鋼焊(han)(han)(han)絲(si)(si)采用(yong)(yong)美國標準(zhun)AWS A5.9、A5.22等(deng)標準(zhun)用(yong)(yong)于實心焊(han)(han)(han)絲(si)(si)和金屬粉芯(xin)焊(han)(han)(han)絲(si)(si)，氣體(ti)(ti)保(bao)護藥(yao)芯(xin)焊(han)(han)(han)絲(si)(si)（我公司焊(han)(han)(han)材(cai)為(wei)GTS-309，GTS-316L等(deng)），所選(xuan)焊(han)(han)(han)絲(si)(si)可用(yong)(yong)于氬弧(hu)焊(han)(han)(han)、富氬混合氣體(ti)(ti)保(bao)護焊(han)(han)(han)、二氧化碳氣體(ti)(ti)保(bao)護焊(han)(han)(han)及埋弧(hu)焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)接用(yong)(yong)填(tian)充材(cai)料；
c.不銹鋼埋弧焊主要選用氧化性(xing)弱的(de)中性(xing)或堿性(xing)焊劑。
(3) 高鉬鋼焊接(jie)指南
我(wo)公(gong)司在M035項(xiang)目上用的(de)奧氏體不銹鋼有316L和254SMO（ASTM A258 S31254），其(qi)中254SMO是我(wo)公(gong)司第一次焊接(jie)(jie)(jie)的(de)超級(ji)奧氏體不銹鋼材料，由于其(qi)使用條件嚴格(ge)（用于腐(fu)蝕性環境），材料昂貴（包括母材和焊材），且焊工不太熟悉(xi)，操(cao)作性有一定的(de)難度，因(yin)此對焊接(jie)(jie)(jie)時要(yao)求(qiu)注意的(de)重點(dian)列(lie)出用以(yi)指導(dao)焊接(jie)(jie)(jie)人(ren)(ren)員和檢驗人(ren)(ren)員。具體內容如下：
為防焊接(jie)煙塵(chen)及Ar氣對(dui)焊接(jie)人員(yuan)的傷害，焊接(jie)作業要(yao)在(zai)通風的環境中進行；
所(suo)有(you)的(de)(de)焊縫都應(ying)該略有(you)余高，應(ying)該避免出(chu)現平的(de)(de)或(huo)下凹狀(zhuang)的(de)(de)焊縫；
焊(han)前一般不需要預熱，若(ruo)環境溫度低于2℃，在距離焊(han)縫(feng)區(qu)300mm的范圍內應至少加熱到比周圍環境溫度高10℃。
層(ceng)間溫度不能大于100℃，線能量不能超(chao)過(guo)1.5KJ/mm
焊件(jian)表面的(de)金屬氧化物會導致焊接缺(que)陷，因此焊前對雜質的(de)清(qing)理(li)十分(fen)重(zhong)要，通常清(qing)理(li)范圍(wei)從焊縫(feng)處向兩側各延伸(shen)50mm，清(qing)理(li)范圍(wei)應(ying)當包括工(gong)作坡口加工(gong)的(de)邊緣以及空(kong)心(xin)管四周和管子內表面。注意：金屬絲刷并不(bu)能完全(quan)清(qing)理(li)這些殘(can)留物，用熱水沖洗(xi)或擦(ca)洗(xi)或許是一個好方(fang)法。
焊接盡可能在1G和2F位置進行(xing)
焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭設計(ji)必須使打底(di)焊能很好的熔(rong)透，引弧(hu)點(dian)要在坡口內(nei)，沿坡口出(chu)現的電弧(hu)掃(sao)掠要打磨干凈。每一起弧(hu)與收弧(hu)處必須打磨干凈。
定位焊需要背(bei)部保護氣體(ti)，每一個接(jie)頭都必須(xu)打磨；
將焊接(jie)(jie)處不能接(jie)(jie)觸(chu)銅(tong)和(he)黃銅(tong)（由(you)銅(tong)和(he)鋅(xin)組(zu)成(cheng)的銅(tong)合金），因為銅(tong)和(he)鋅(xin)的加(jia)入可能導(dao)致裂紋的形(xing)成(cheng)。
二(er)、鐵素體-奧氏體雙相不(bu)銹(xiu)鋼的焊接
1. 鐵素體(ti)(ti)-奧氏體(ti)(ti)雙相不(bu)銹鋼的概述
鐵(tie)素(su)體(ti)-奧氏(shi)(shi)體(ti)雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)名字是來(lai)自(zi)于其(qi)室溫(wen)微觀組織，其(qi)中大概一(yi)(yi)半是鐵(tie)素(su)體(ti)，一(yi)(yi)半是奧氏(shi)(shi)體(ti)。在20世紀(ji)30年代就(jiu)知道(dao)有(you)雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)，它時(shi)(shi)快時(shi)(shi)慢的(de)(de)開(kai)發(fa)過(guo)程明(ming)顯地受到周(zhou)期性(xing)(xing)的(de)(de)鎳短缺的(de)(de)影響(xiang)。直到1982年美(mei)國《焊(han)接(jie)(jie)手(shou)冊(ce)》也沒有(you)認(ren)可(ke)雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)是不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)中單獨的(de)(de)一(yi)(yi)類。在那時(shi)(shi)《焊(han)接(jie)(jie)手(shou)冊(ce)》把較早(zao)的(de)(de)一(yi)(yi)種雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)-329型不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)列在奧氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)中。至(zhi)少有(you)一(yi)(yi)家329型不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)制造商建議不(bu)(bu)要焊(han)接(jie)(jie)這種鋼(gang)(gang)(gang)，在20世紀(ji)50年代開(kai)發(fa)的(de)(de)鑄造合(he)金CD4MCu焊(han)接(jie)(jie)后很脆。從上世紀(ji)80年代初(chu)這種鋼(gang)(gang)(gang)迅速開(kai)發(fa)，在同一(yi)(yi)時(shi)(shi)期召開(kai)的(de)(de)一(yi)(yi)系列國際雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)會議編撰的(de)(de)文集(ji)中，記錄(lu)了這個開(kai)發(fa)過(guo)程。至(zhi)今這種鋼(gang)(gang)(gang)已被用于廣泛領域，主要用于要求優異耐(nai)(nai)腐(fu)蝕性(xing)(xing)的(de)(de)場合(he)。在這一(yi)(yi)時(shi)(shi)期，鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)焊(han)接(jie)(jie)和耐(nai)(nai)腐(fu)蝕性(xing)(xing)有(you)了明(ming)顯的(de)(de)改(gai)善，這主要是由于認(ren)識(shi)到氮作為一(yi)(yi)種合(he)金元素(su)可(ke)以(yi)起(qi)關鍵(jian)作用。
雙相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)是(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)在能充(chong)分發揮(hui)其優點，即優異(yi)的(de)(de)(de)耐腐(fu)(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)和(he)高(gao)強度(du)或(huo)者二者兼有的(de)(de)(de)應(ying)(ying)用(yong)(yong)(yong)場(chang)合。因(yin)為(wei)(wei)它(ta)(ta)含有比奧(ao)氏體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)更高(gao)的(de)(de)(de)鐵(tie)素(su)體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)成分，所(suo)以(yi)有高(gao)的(de)(de)(de)鐵(tie)磁性(xing)(xing)、高(gao)熱傳導(dao)性(xing)(xing)和(he)低(di)的(de)(de)(de)線脹系數。雙相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)最多的(de)(de)(de)是(shi)(shi)被選用(yong)(yong)(yong)于(yu)(yu)耐腐(fu)(fu)蝕(shi)場(chang)合，已經(jing)在很多可能發生應(ying)(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)裂紋和(he)點蝕(shi)的(de)(de)(de)應(ying)(ying)用(yong)(yong)(yong)環(huan)境中(zhong)(zhong)代替(ti)了奧(ao)氏體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)。它(ta)(ta)們(men)在絕大多數腐(fu)(fu)蝕(shi)場(chang)合遠(yuan)優于(yu)(yu)結構(gou)而又具有相(xiang)(xiang)(xiang)當的(de)(de)(de)強度(du)。譬如雙相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)已廣泛用(yong)(yong)(yong)于(yu)(yu)陸地(di)和(he)海洋中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)油、氣管道。由于(yu)(yu)雙相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)在相(xiang)(xiang)(xiang)對不(bu)(bu)(bu)高(gao)的(de)(de)(de)溫度(du)下就會形成很多脆性(xing)(xing)析出物，所(suo)以(yi)不(bu)(bu)(bu)推薦用(yong)(yong)(yong)于(yu)(yu)超過280攝氏度(du)的(de)(de)(de)工作場(chang)合。它(ta)(ta)們(men)比奧(ao)氏體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)貴，倒不(bu)(bu)(bu)是(shi)(shi)完全因(yin)為(wei)(wei)合金元素(su)貴，而主要是(shi)(shi)由于(yu)(yu)從(cong)鑄態到最終(zhong)的(de)(de)(de)板材、薄板、管件的(de)(de)(de)加(jia)工費用(yong)(yong)(yong)貴。然而它(ta)(ta)們(men)提供了優異(yi)的(de)(de)(de)而腐(fu)(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)并可降低(di)重量，在中(zhong)(zhong)等程度(du)侵蝕(shi)性(xing)(xing)介質(zhi)中(zhong)(zhong)可能用(yong)(yong)(yong)來(lai)(lai)代替(ti)某些鎳基合金，而價(jia)格僅為(wei)(wei)原來(lai)(lai)的(de)(de)(de)幾分之一。
雙相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼典型(xing)的(de)(de)屈服強度(du)(du)大(da)約是425MPa，和奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼的(de)(de)210MPa比(bi)較強度(du)(du)要高(gao)得多。因為雙相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼的(de)(de)強度(du)(du)高(gao)，其(qi)硬度(du)(du)也(ye)高(gao)，所以(yi)在(zai)(zai)要求(qiu)(qiu)耐腐蝕同(tong)時(shi)要求(qiu)(qiu)耐磨損的(de)(de)場合，這(zhe)種鋼更有(you)(you)優(you)勢。與(yu)此同(tong)時(shi)，雙相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼具(ju)有(you)(you)良好的(de)(de)焊接(jie)性(xing)，與(yu)鐵素體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼及(ji)奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼相(xiang)比(bi)，它(ta)既不(bu)(bu)(bu)像(xiang)(xiang)鐵素體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼的(de)(de)焊接(jie)熱影響區，由于(yu)(yu)晶粒嚴重粗化而(er)使塑韌性(xing)大(da)幅度(du)(du)降低(di)，也(ye)不(bu)(bu)(bu)像(xiang)(xiang)奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼那樣，對焊接(jie)熱裂紋(wen)比(bi)較敏感。當今大(da)多數(shu)的(de)(de)雙相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼都是有(you)(you)好的(de)(de)韌度(du)(du)和延(yan)性(xing)，然而(er)它(ta)們在(zai)(zai)低(di)溫時(shi)有(you)(you)韌脆轉變，所以(yi)一般(ban)不(bu)(bu)(bu)適(shi)合用于(yu)(yu)低(di)溫。雙 不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼的(de)(de)工作溫度(du)(du)范圍一般(ban)限于(yu)(yu)-40～280攝氏(shi)度(du)(du)。
雙相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的線脹(zhang)系數和碳(tan)鋼(gang)(gang)、低合(he)金鋼(gang)(gang)接(jie)近(jin)。由于(yu)(yu)這種(zhong)(zhong)相(xiang)似性，這種(zhong)(zhong)鋼(gang)(gang)也可用(yong)于(yu)(yu)需(xu)要雙相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)和碳(tan)鋼(gang)(gang)配合(he)使用(yong)的高壓(ya)容器類的結(jie)構。這種(zhong)(zhong)情況下(xia)，相(xiang)對于(yu)(yu)使用(yong)奧氏體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)，能減少由于(yu)(yu)熱(re)(re)(re)膨(peng)脹(zhang)不(bu)(bu)同引(yin)起(qi)的熱(re)(re)(re)應力(li)。然而(er)由于(yu)(yu)雙相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)中(zhong)析出反應在較低溫度下(xia)發生，因而(er)它(ta)不(bu)(bu)適宜用(yong)于(yu)(yu)需(xu)要進行消(xiao)除應力(li)熱(re)(re)(re)處理（焊(han)后(hou)熱(re)(re)(re)處理）的場合(he)。
2. 雙相不(bu)銹鋼的(de)化(hua)學成分(fen)及組織特(te)點(dian)
a. 化學成分
目前，國(guo)際上普遍(bian)采用的鐵素體(ti)-奧氏(shi)體(ti)雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼可為Cr18型、Cr23型、Cr22型、Cr25型四類(lei)。對于Cr25型雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼，也有普通雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼和超級雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼之分，當點(dian)蝕指數PREN（PREN=w(Cr)+ 3.3w(Mo)+16 w(N)）>40時(shi)，稱為超級雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼，
我國(guo)列入國(guo)家的鐵素體(ti)-奧氏體(ti)雙相不銹鋼(gang)主要有Cr18與Cr25兩大(da)類型。另外一些與國(guo)外典型材料(liao)相類似的鋼(gang)種也(ye)有生產和應用。
b. 組織特點
雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹鋼以單相(xiang)δ鐵(tie)素體(ti)凝固結晶，當(dang)繼(ji)續冷卻(que)時，發(fa)生δ→γ相(xiang)變(bian)，隨著溫(wen)度的(de)降(jiang)低，δ→γ相(xiang)變(bian)不(bu)斷進行。在平衡(heng)條(tiao)件下或者非快速冷卻(que)的(de)情況下，部分δ鐵(tie)素體(ti)將保留到室溫(wen)，因此，室溫(wen)下的(de)組(zu)織(zhi)為δ→γ雙(shuang)相(xiang)組(zu)織(zhi)。
3. 雙(shuang)相不銹鋼的焊接特點
焊(han)接過(guo)程是(shi)(shi)一(yi)個快(kuai)速(su)(su)加(jia)熱(re)(re)(re)與快(kuai)速(su)(su)冷(leng)卻的(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)循環過(guo)程。在加(jia)熱(re)(re)(re)過(guo)程中，當(dang)熱(re)(re)(re)影響區(qu)的(de)(de)(de)(de)溫(wen)度(du)超過(guo)雙相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)固溶處理溫(wen)度(du)，在1150~1400℃的(de)(de)(de)(de)高溫(wen)狀態(tai)下，晶粒(li)將(jiang)發生(sheng)長大(da)，而且發生(sheng)γ→δ相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)變，γ相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)明顯減少，δ相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)增多。一(yi)些鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)高溫(wen)近縫區(qu)會出現晶粒(li)較(jiao)(jiao)(jiao)粗大(da)的(de)(de)(de)(de)δ鐵素(su)(su)體(ti)組織(zhi)(zhi)。如果焊(han)后(hou)的(de)(de)(de)(de)冷(leng)卻速(su)(su)度(du)較(jiao)(jiao)(jiao)快(kuai)，將(jiang)抑制δ→γ的(de)(de)(de)(de)二次相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)變，使熱(re)(re)(re)影響區(qu)的(de)(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)比例失調，當(dang)δ鐵素(su)(su)體(ti)大(da)于70%時(shi)，二次轉變的(de)(de)(de)(de)γ奧氏(shi)體(ti)也變成針狀和羽毛狀，具有魏氏(shi)組織(zhi)(zhi)特(te)征，導致力學性(xing)能(neng)和耐腐蝕(shi)性(xing)能(neng)惡化(hua)。當(dang)焊(han)后(hou)冷(leng)卻速(su)(su)度(du)較(jiao)(jiao)(jiao)慢時(shi)，則(ze)δ→γ的(de)(de)(de)(de)二次相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)變比較(jiao)(jiao)(jiao)充分，室溫(wen)下為相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)比例較(jiao)(jiao)(jiao)為合(he)適的(de)(de)(de)(de)雙相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)組織(zhi)(zhi)。因此，為防(fang)止熱(re)(re)(re)影響區(qu)的(de)(de)(de)(de)快(kuai)速(su)(su)冷(leng)卻，使δ→γ二次相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)變較(jiao)(jiao)(jiao)為充分，保證較(jiao)(jiao)(jiao)合(he)理的(de)(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)比例，足(zu)夠(gou)的(de)(de)(de)(de)焊(han)接熱(re)(re)(re)輸(shu)入(ru)(ru)是(shi)(shi)必要(yao)的(de)(de)(de)(de)。隨著母材厚(hou)度(du)的(de)(de)(de)(de)增加(jia)，焊(han)接熱(re)(re)(re)輸(shu)入(ru)(ru)應適當(dang)提(ti)高。
對于(yu)雙相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼焊(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)，仍以單(dan)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)δ鐵素體(ti)凝(ning)固結晶，并隨溫度的(de)降低發生δ→γ組織(zhi)轉變。但(dan)由于(yu)其熔化(hua)(hua)-凝(ning)固-冷(leng)卻相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)變是(shi)一個速(su)度較快的(de)不(bu)平衡(heng)過程(cheng)(cheng)，因此(ci)，焊(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)冷(leng)卻過程(cheng)(cheng)中的(de)δ→γ組織(zhi)轉變必然是(shi)不(bu)平衡(heng)的(de)。當焊(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)的(de)化(hua)(hua)學成分(fen)與母材成分(fen)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)同，或者母材自熔時，焊(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)中的(de)δ相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)將偏(pian)高(gao)，而γ相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)偏(pian)低。為(wei)了保證焊(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)中有(you)足(zu)夠的(de)γ相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)，應提高(gao)焊(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)化(hua)(hua)學成分(fen)的(de)Ni當量，通常的(de)方法(fa)是(shi)提高(gao)奧氏體(ti)化(hua)(hua)元素（Ni、N）的(de)含量，因此(ci)就出(chu)現了焊(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)的(de)超(chao)合金(jin)(jin)(jin)化(hua)(hua)的(de)特點。
雙(shuang)相不銹鋼具有(you)良好的(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)性(xing)(xing)，盡(jin)管其(qi)凝固結晶(jing)為單相鐵素體，但在(zai)一般的(de)(de)拘束(shu)(shu)條件(jian)下，焊(han)(han)(han)縫金(jin)屬的(de)(de)熱裂紋敏(min)感(gan)性(xing)(xing)很小，當(dang)雙(shuang)相組織的(de)(de)比例適當(dang)時(shi)，其(qi)冷(leng)裂紋敏(min)感(gan)性(xing)(xing)也較(jiao)低。但應(ying)注(zhu)意(yi)，雙(shuang)相不銹鋼中(zhong)畢竟具有(you)較(jiao)高(gao)的(de)(de)鐵素體，當(dang)拘束(shu)(shu)度(du)較(jiao)大及(ji)焊(han)(han)(han)縫金(jin)屬含氫(qing)(qing)量較(jiao)高(gao)時(shi)，還(huan)存在(zai)焊(han)(han)(han)接(jie)氫(qing)(qing)致裂紋的(de)(de)危險。因此，在(zai)焊(han)(han)(han)接(jie)材料選擇(ze)與焊(han)(han)(han)接(jie)過(guo)程(cheng)中(zhong)應(ying)控制氫(qing)(qing)的(de)(de)來源。
另(ling)請注(zhu)意：雙相鋼與雙相不(bu)銹鋼定義不(bu)同，雙相鋼是指由(you)低碳(tan)鋼或(huo)低合金高強度鋼經(jing)臨界處理或(huo)控制軋制而得到的主要由(you)鐵素體(ti)和馬氏體(ti)所組成的鋼。
4. 焊接工藝方法(fa)與焊接材料(liao)
a. 焊接(jie)工(gong)藝方(fang)法
到目前為止(zhi)，焊(han)(han)條電弧焊(han)(han)、鎢極氬弧焊(han)(han)、熔化極氣體保護(hu)焊(han)(han)（采用(yong)實心(xin)焊(han)(han)絲或藥芯焊(han)(han)絲）、甚至埋弧焊(han)(han)都可用(yong)于鐵素體-奧氏體雙相不(bu)銹鋼的焊(han)(han)接。
b. 焊(han)接工藝方法選擇及坡口形式(shi)與(yu)尺寸
根據管(guan)、板厚度及相應的焊接工藝方(fang)法選(xuan)擇及坡口尺寸。
c. 雙相(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)鋼(gang)焊接指南
我公(gong)司在(zai)M021項目上用的(de)雙(shuang)相不銹鋼為(wei)(wei)(wei)ASTM A790 S32750和(he)S32760，且此二者皆為(wei)(wei)(wei)超(chao)級(ji)雙(shuang)相不銹鋼，所選焊接方法(fa)為(wei)(wei)(wei)GTAW，所選焊絲(si)為(wei)(wei)(wei)SANDVIK 25.10.4.L。焊接時的(de)注(zhu)意與焊接超(chao)級(ji)奧(ao)氏體類似，但層間溫度(du)可控制為(wei)(wei)(wei)150攝(she)氏度(du)以下。
d. 不銹(xiu)鋼焊接(jie)材料品牌
到目前為止，焊條電弧焊、鎢極(ji)氬(ya)弧焊、已(yi)經在(zai)我公司進行(xing)使用，現在(zai)正在(zai)使用的焊材如下(xia)表：
