铁素体⁃奥氏体双相不锈钢的焊接性探究

2023-06-28 理论教育版权反馈

【摘要】：铁素体-奥氏体双相不锈钢具有良好的焊接性，它既不像铁素体不锈钢那样晶粒容易粗化对接头脆化比较敏感，也不像奥氏体不锈钢那样对热裂纹比较敏感。双相不锈钢既可采用焊条电弧焊，也可采用钨极惰性气体保护焊。双相不锈钢抗热裂纹和冷裂纹性能良好。

铁素体-奥氏体双相不锈钢具有良好的焊接性，它既不像铁素体不锈钢那样晶粒容易粗化对接头脆化比较敏感，也不像奥氏体不锈钢那样对热裂纹比较敏感。但是，它也保留了一些铁素体不锈钢的不足之处，例如475℃脆化和σ相析出脆化现象。双相不锈钢既可采用焊条电弧焊，也可采用钨极惰性气体保护焊。焊前不需预热，焊后也不需热处理。加热或不后热施焊均不产生裂纹，但必须以小热输入施焊。焊接或补焊可采用与母材同成分的填充材料，也可采用Cr25Ni20或镍基焊丝（条）。双相钢比铁素体钢或奥氏体钢具有较强的抗应力腐蚀、点蚀、洞穴式局部腐蚀的特性，而且热裂纹倾向小于奥氏体钢，氢致冷裂纹性小于普通合金钢，线胀系数小于奥氏体钢，韧性好，并且有较强的耐海水腐蚀性能。

双相不锈钢抗热裂纹和冷裂纹性能良好。由于选用与母材化学成分相近的焊接材料，不存在化学成分稀释和熔合区及熔合线碳迁移的问题，热膨胀系数相近，产生的焊接应力比较小，在焊接过程中不会产生裂纹。通过晶间腐蚀试验证明焊接接头晶间腐蚀合格、点蚀焊缝表面合格，说明采用的焊接工艺和焊后不做热处理是可行的。由于双相不锈钢奥氏体和铁素体成分大约各占50%（体积分数），如果在焊接或热处理时，在500～900℃长时间加热有利于σ相的形成，即δ→σ，这样会降低接头的塑性和韧性，而且增大晶间腐蚀的倾向，由于大量铁素体的存在，必须注意避免在475℃左右温度范围内长时间加热而造成475℃脆性。因而在焊接时尽量采用小热输入，控制层间温度在250℃以下。焊后不进行固溶处理或去应力处理，保持焊后状态能满足产品使用性能要求。通过与进行固溶处理或去应力处理试验数据对比，可以看到焊后进行固溶处理在性能方面优于不进行固溶化处理。因此，在有条件情况下优先考虑铸钢件补焊后能够进行固溶处理，这样使补焊位置硬度有所下降，有利于提高切削加工性能、减少切削刀具的磨损。

1.Cr18型双相不锈钢的焊接性

Cr18型双相不锈钢在我国标准牌号有两种：一种是属于022Cr19Ni5Mo3Si2N的超低碳双相不锈钢，它具有良好的焊接性，两相组织的比例比较稳定，焊接冷裂纹及热裂纹的敏感都比较小，接头的脆化倾向也较小；另一种牌号是14Cr18Ni11Si4AlTi双相不锈钢，其焊接性要稍差些，特别是σ相析出脆化及475℃脆化倾向要稍大些。

2.Cr25型双相不锈钢的焊接性

Cr25型双相不锈钢在我国标准牌号只有0Cr26Ni5Mo2（在用非标准牌号）一种，Cr25型双相不锈钢属于高合金钢，同其他双相不锈钢一样具有良好的焊接性。但是，由于合金元素的含量较高，且有Mo的加入，因而具有比较明显的475℃脆性。

铁素体⁃奥氏体双相不锈钢的焊接性探究

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