表7-2列出奥氏体、双相不锈钢在不同介质中的耐应力腐蚀性能的比较。试验结果表明，双相不锈钢的耐应力腐蚀性能远高于奥氏体不锈钢。双相不锈钢由于晶粒细小，屈服强度很高，其冷成形性能低于中铬铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢。图7-2 相比例对双相不锈钢高温下塑性的影响......
2023-06-20
双相不锈钢的焊接方法及注意事项
【摘要】：Cr18型双相钢的焊接方法有钨极氩弧焊、焊条电弧焊及埋弧焊，薄板、薄壁管及管道的封底焊宜采用钨极氩弧焊。Cr22型双相钢的焊接方法有钨极氩弧焊、焊条电弧焊及埋弧焊。双相不锈钢的焊接材料 其特点是焊缝组织为奥氏体占优的双相组织，主要耐蚀元素含量与母材相当，从而保证与母材相当的耐蚀性。在双相不锈钢母材中，一般都有一定量的氮含量，在焊接材料中也希望有一定的含氮量，但一般不宜太高，否则会产生气孔。
1.Cr18型超低碳双相不锈钢（如022Cr19Ni5Mo3Si2N）
具有良好的焊接性，其焊接冷裂纹及焊接热裂纹敏感性都比较小，焊接接头的脆化倾向也较铁素体不锈钢低，因此焊前不需要预热，焊后不需热处理。当母材的相比例约在50％时，只要合理选择焊接材料，控制焊接热输入（通常不大于15kJ／cm）和层间温度不大于150℃，就能防止焊接热影响区出现晶粒粗大的单相铁素体组织及焊缝金属的脆化，保证焊接接头的力学性能耐晶间腐蚀性能及抗应力腐蚀性能。
Cr18型双相钢的焊接方法有钨极氩弧焊、焊条电弧焊及埋弧焊，薄板、薄壁管及管道的封底焊宜采用钨极氩弧焊。对于中厚板及管道封底焊以后的焊接，可选用焊条电弧焊以及埋弧焊焊接材料选用与母材匹配的E2209（Cr22-Ni9-Mo3）型，也可选用含Mo的奥氏体型不锈钢焊接材料，缺点是焊缝的屈服强度偏低。
2.Cr22型双相不锈钢（如022Cr22Ni5Mo3N）
具有良好的焊接性，其焊接冷裂纹及焊接热裂纹敏感性都比较小，焊前不需要预热，焊后不需热处理。只要合理选择焊接材料，控制焊接热输入（通常为10～15kJ／cm）和层间温度不大于150℃，就可保证焊接接头具有良好的综合性能。
Cr22型双相钢的焊接方法有钨极氩弧焊、焊条电弧焊及埋弧焊。优先选用的焊接材料与Cr18型双相不锈钢相同，即选用与母材匹配的E2209（Cr22-Ni9-Mo3）型，也可选用Cr含量较高，而且含Mo的奥氏体型不锈钢焊接材料（如E309MoL型）；缺点是焊缝的屈服强度偏低。
3.Cr25型双相不锈钢（如022Cr25Ni6Mo2N、022Cr25Ni7Mo3WCuN）
Cr25型双相不锈钢具有良好的焊接性，焊前不预热，焊后不需要热处理。但由于其合金含量较高，在焊接热影响区及多层多道焊的焊缝金属易析出σ相及其他各种金属间化合物，造成接头抗腐蚀性能及塑韧性降低，因此焊接此类钢时要严格控制焊接热输入。另外，冷却速度不能太快，否则将抑制奥氏体的转变。一般控制在10～15kJ／cm，层间温度不高于150℃；基本原则是中薄板采用中小输入，中厚板采用较大的热输入。焊接材料优先选用E2553（Cr25-Ni9-Mo4）型超低碳双相钢焊接材料。当对焊接接头有更高抗腐蚀性能要求时，可采用不含Nb的高Mo型镍基焊接材料，如ENi6024（NiCr26Mo14），此时母材与焊缝金属膨胀系数基本相同。
（二）双相不锈钢焊接工艺要点
（1）双相钢焊接方法 首选钨极氩弧焊，其次是焊条电弧焊，采用埋弧焊时应严格控制热输入和层间温度，且应避免大的稀释率。
（2）双相不锈钢的焊接材料 其特点是焊缝组织为奥氏体占优的双相组织，主要耐蚀元素（铬、镍等）含量与母材相当，从而保证与母材相当的耐蚀性。为了保证焊缝中奥氏体的含量通常是提高镍和氮的含量，也就是提高约2％～4％的镍当量。在双相不锈钢母材中，一般都有一定量的氮含量，在焊接材料中也希望有一定的含氮量，但一般不宜太高，否则会产生气孔。这样镍含量较高就成了焊接材料与母材的一个主要区别。焊接材料及焊接过程中的氢来源应严格控制。
1）焊条。根据耐腐蚀性、接头韧性的要求不同来选择与母材化学成分相匹配的焊条。采用酸性焊条时脱渣优良，焊缝成形美观，但冲击韧度较低，当要求焊缝具有较高的冲击韧度，并需进行全位置焊接时，应采用碱性焊条。当根部封底焊时，通常采用碱性焊条。当对焊缝金属的耐蚀性能具有特殊要求时，还应采用超级双相钢成分的碱性焊条。不锈钢焊条国家标准有GB／T 983—2012《不锈钢焊条》。
2）焊丝。对于实心气体保护焊丝，在保证焊缝金属具有良好耐腐蚀性与力学性能的同时还应注意其焊接工艺性能。对于药芯焊丝，当要求焊缝成形美观时，可采用金红石型或钛钙型药芯焊丝，当要求较高的冲击韧度或在较大的拘束度条件下焊接时，宜采用碱度较高的药芯焊丝实心焊丝标准有YB／T 5092—2005《焊接用不锈钢丝》，药芯焊丝标准有GB／T 17853—1999《不锈钢药芯焊丝》。对于埋弧焊宜采用直径较小的焊丝，实现中小焊接规范下的多层多道焊，以防止焊接热影响区及焊缝金属的脆化，并采用配套的碱性焊剂。埋弧焊焊材标准有GB／T 17854—1999《埋弧焊用不锈钢焊丝和焊剂》。
（3）保证获得相比例合适的双相组织接头 双相钢焊接热输入不可过大也不可过小。热输入过小，则冷却速度过快，不利于铁素体向奥氏体转变，造成焊缝和热影响区中铁素体过多；热输入过大，则冷却速度过慢，会导致晶粒长大以及σ相等析出脆化。通常将热输入控制在10～20kJ／cm，一般焊前不预热、层间温度控制在不大于150℃、焊后不进行热处理、覆盖层加焊退火层焊、探伤合格后磨去的焊接工艺，可以使材料具有较好的耐晶间腐蚀性。
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