雙相鋼的特性以及焊接要點(diǎn)

《雙相鋼的特性以及焊接要點(diǎn)》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、雙相鋼的特性以及焊接要點(diǎn)中國石化集團(tuán)南京化學(xué)工業(yè)有限公司化機(jī)廠尤廣偉董安霞摘要：隨著雙相鋼在化工、石化加工、造紙、海上作業(yè)等行業(yè)的廣泛應(yīng)用，南化機(jī)廠近年來也承制了很多雙相鋼材料的設(shè)備，包括換熱器、反應(yīng)釜、塔器等。同時(shí)，我們在工作過程中對雙相鋼焊接性的了解與焊接工藝參數(shù)的摸索與控制方面也積累了一點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)，本文進(jìn)行了簡要說明。關(guān)鍵詞：雙相鋼；特性；焊接一雙相鋼簡介由于現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的奧氏體不銹鋼經(jīng)常遭到晶間腐蝕、點(diǎn)蝕、縫隙腐蝕、應(yīng)力腐蝕等局部腐蝕的破壞，雙相不銹鋼在上述腐蝕類型中表現(xiàn)出了某些優(yōu)越性。在鐵基固溶體組織中鐵

2、素體相與奧氏體相約各占一半，但最少相的含量必須達(dá)到30%以上的鋼稱雙相不銹鋼。奧氏體接頭有良好的塑性和韌性，但是導(dǎo)熱性能差，線膨脹系數(shù)大，焊接應(yīng)力和變形都比較大；普通鐵素體不銹鋼導(dǎo)熱性能和線膨脹系數(shù)都小于奧氏體不銹鋼，并且有較高的強(qiáng)度及耐氯離子應(yīng)力腐蝕性能，但是塑性較差，并存在475℃脆化和δ相析出脆化以及高溫晶粒粗化脆化現(xiàn)象。雙相鋼的開發(fā)正是集中了奧氏體和鐵素體的優(yōu)點(diǎn)并最大限度地減少了兩相的缺點(diǎn)。性能最好的雙相鋼成分是鐵素體的含量在60%-40%，奧氏體的含量在40%-60%之間，任何一種機(jī)體的大幅度減少都會造成雙相鋼的

3、性能減弱。二雙相鋼的化學(xué)成分和性能（一）雙相鋼力學(xué)性能及影響因素表1雙相鋼典型鋼種的室溫力學(xué)性能鋼種標(biāo)準(zhǔn)牌號σ0.2/MPaσb/Mpaδ5/%AK/JAISI304UNSS30400210515～69045＞300AISI430UNSS4300020545020SAF2304UNSS32304400600～82025300SAF2205UNSS31803450680～88025250SAF2507UNSS32750550800～100025230雙相鋼力學(xué)性能的影響因素主要有合金元素、晶粒度以及相比例等。由表二中可以看出

4、：雙相不銹鋼的屈服強(qiáng)度是奧氏體不銹鋼的2～3倍，SAF2507鋼的屈服強(qiáng)度比其他雙相不銹鋼的高原因在于氮元素的強(qiáng)化作用。而在奧氏體不銹鋼的內(nèi)部晶粒之間有更多的滑移面，所以它的延伸率明顯高于雙相不銹鋼。在雙相鋼中的主要合金元素Cr、Ni、Mo、N等對鋼的各項(xiàng)性能都起到了很重要的作用。1化學(xué)成分（見表二）：表二部分奧氏體不銹鋼和雙相不銹鋼的典型化學(xué)成分對比（約數(shù)值）組織鋼種化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）%PRENCCrNiMoN奧氏體308L0.032010--------20316L0.0318122----25雙相不銹鋼22050.

5、0322530.15342550.0325630.203825070.0325740.2542鋼的抗點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕能力主要由Cr、Mo和Ni元素含量決定，用來衡量這種抗腐蝕性能的指數(shù)就是PREN值（抗點(diǎn)蝕當(dāng)量），PREN=Cr%+3.3Mo%+16N%。其他合金元素作用此處不再詳述。2晶粒度的影響雙相不銹鋼的晶粒度對其屈服強(qiáng)度和韌性起重要作用。細(xì)小的晶粒使鋼材具有較高的屈服強(qiáng)度和韌性。而晶粒度的增加也會引起脆性轉(zhuǎn)變溫度的升高，例如IN-744鋼，當(dāng)晶粒尺寸由2μm增加到25μ3m時(shí)，脆性轉(zhuǎn)變溫度大約由-130℃上升至-45

6、℃，所以晶粒度的增加會降低鋼材的低溫沖擊韌性。相比例的影響在這里不再詳述。（二）雙相不銹鋼接頭的耐腐蝕性能雙相不銹鋼不僅有很好的力學(xué)性能，而且還具有十分優(yōu)異的耐點(diǎn)蝕、耐應(yīng)力腐蝕、耐腐蝕疲勞等性能。它的接頭也有很好的耐點(diǎn)蝕和耐氯化物應(yīng)力腐蝕開裂性能，晶間腐蝕性能也不低于母材，但抗H2S應(yīng)力腐蝕開裂能力較差。接頭耐蝕性最不良的地方是近縫區(qū)（HAZ），主要原因是近縫區(qū)析出第二相（鉻的氮化物）形成了“貧鉻”層所導(dǎo)致。1點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕抗點(diǎn)蝕當(dāng)量PREN的計(jì)算式定量地描述了Cr、Mo、N元素對它的影響。公式只考慮了Cr、Mo、N的作用

7、，沒有考慮組織的不均勻和析出相的影響。選擇合適的固溶處理溫度使兩相分別具有相當(dāng)?shù)腜REN值，才能使鋼具有最佳的耐點(diǎn)蝕性能。2應(yīng)力腐蝕雙相不銹鋼的屈服強(qiáng)度比普通不銹鋼高，所以產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕開裂（SCC）的臨界應(yīng)力值也高；鋼中第二相的存在對裂紋的擴(kuò)展起機(jī)械屏障作用，延長了裂紋的擴(kuò)展期；在中性氯化物介質(zhì)中，不銹鋼多以點(diǎn)蝕為SCC的裂源，而雙相不銹鋼的成分和組織特點(diǎn)使點(diǎn)蝕不易形成，延長了點(diǎn)蝕的孕育期。所以抗雙相不銹鋼抗SCC能力很強(qiáng)。各種不銹鋼和雙相鋼的SCC敏感性還與溫度和氯化物的濃度有關(guān)，在較寬的氯離子濃度范圍內(nèi)SCC是否發(fā)生取

8、決于溫度。3耐腐蝕疲勞腐蝕疲勞是由于腐蝕和循環(huán)應(yīng)力的聯(lián)合作用而引起的一種腐蝕形態(tài)，所受的應(yīng)力大部分循環(huán)應(yīng)力。當(dāng)循環(huán)應(yīng)力比較小而腐蝕介質(zhì)較強(qiáng)時(shí)，腐蝕疲勞源往往產(chǎn)生于表面區(qū)的非金屬夾雜上，這又是產(chǎn)生局部腐蝕的地方，而對于雙相不銹鋼尤其是高鉻雙相不銹鋼來說，既具備了很高的抗局部腐蝕的能力又有很高的強(qiáng)度，所以雙