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181153931451、*二代雙相不銹鋼(俗稱標(biāo)準(zhǔn)雙相不銹鋼)具有超低碳、低氮、典型成分為22%Cr5+%Ni+0.17%N比*一代雙相不銹鋼更高的氮含量的特點,提高了高氯離子濃度酸性介質(zhì)的抗應(yīng)力腐蝕和抗點蝕能力。氮是一種強奧氏體形成元素。在雙相不銹鋼中加入氮不僅提高了鋼的強度,而且對鋼的塑性和韌性沒有明顯的損傷,而且抑制了碳化物的析出和延遲。
2、組織特征:溫室中固體溶液中的奧氏體和鐵素體占每個的約一半,具有雙相組織特征。它保留了鐵素體不銹鋼的導(dǎo)體數(shù)量少、抗點蝕、裂紋和氯化物應(yīng)力腐蝕等特點。具有韌性好、脆性轉(zhuǎn)變溫度低、抗晶間腐蝕、力學(xué)性能和焊接性好等優(yōu)點。
3、兩相不銹鋼的屈服強度和抗應(yīng)力腐蝕性能幾乎是奧氏體不銹鋼屈服強度的1倍,在相同的壓力等級條件下可以節(jié)省材料。奧氏體不銹鋼的線膨脹系數(shù)低于奧氏體不銹鋼,接近于低碳鋼。使雙相不銹鋼與碳鋼的連接更加合適,具有重要的工程意義。鍛造和冷沖壓都不如奧氏體不銹鋼。
4、焊接性:雙相不銹鋼2205具有良好的焊接性,焊接冷、熱裂紋敏感性小。通常焊前不預(yù)熱,焊后不熱處理。由于氮含量高,熱影響區(qū)的單相鐵素體傾向小,合理選擇焊接材料時,此時控制焊接線能量,具有良好的綜合性能。
5、熱裂紋:熱裂紋敏感性遠(yuǎn)低于奧氏體不銹鋼。這是因為鎳含量不高,易形成低熔點共晶的雜質(zhì)很低,低熔點液膜不易產(chǎn)生。此外,高溫下不存在谷物快速生長的危險。
6、熱影響區(qū)的脆化:雙相不銹鋼焊接的主要問題不是焊縫,而是在熱影響區(qū)內(nèi)。由于熱影響區(qū)在焊接熱循環(huán)作用下處于快速冷卻的非平衡狀態(tài),冷卻后總是保留較多的鐵素體,增加了腐蝕傾向和氫致裂紋(脆性)敏感性。
7、焊接冶金:在雙相不銹鋼的焊接過程中,在熱循環(huán)作用下,在焊縫金屬和熱影響區(qū)的微觀結(jié)構(gòu)中發(fā)生了一系列的變化。高溫下,雙相不銹鋼的金相組織均為鐵素體,冷卻過程中奧氏體析出。奧氏體析出的數(shù)量受多種因素的影響。
8、雙相不銹鋼焊接接頭的力學(xué)性能和耐蝕性取決于能否保持合適的焊接接頭比例。因此,圍繞如何保證雙面結(jié)構(gòu)進(jìn)行焊接。當(dāng)鐵素體和奧氏體量接近50%時,性能良好,基材的性能彼此接近。改變這種關(guān)系將降低雙相不銹鋼焊接接頭的耐蝕性和力學(xué)性能。2205雙相不銹鋼鐵素體含量**為45%,鐵素體含量低于25%時,強度和應(yīng)力腐蝕開裂能力下降,過量鐵素體含量大于75%也會影響耐蝕性,降低沖擊韌性。
9、對比因素:焊接接頭中鐵素體和奧氏體的平衡不僅受鋼中合金元素含量的影響,還受填充金屬、焊接熱循環(huán)和保護(hù)氣體的影響。
10、合金元素的影響:根據(jù)研究和大量實驗發(fā)現(xiàn),基體材料氮是非常重要的。氮在保證焊后焊縫金屬和熱影響區(qū)形成足夠的奧氏體中起著重要作用。氮(如鎳)形成奧氏體值并膨脹奧氏體元素,但氮的能力也大于鎳的能力,這可以防止焊接后單相的出現(xiàn),并防止有害金屬相的沉淀。由于焊接熱循環(huán)的影響,自熔焊或填充金屬成分與母材成分相同時,焊縫金屬鐵素體含量急劇增加,甚至出現(xiàn)純鐵素體組織。為了抑制焊縫中鐵素體的過度增加,具有主要奧氏體的焊接金屬是雙相不銹鋼的焊接傾向。通常,這兩種方法是增加焊接材料中的鎳或氮。通常,鎳含量比基體金屬高2%至4%,例如,2205填充金屬的鎳含量高達(dá)8%至10%。含氮釬料比只能提高鎳釬料的效果,但氮的加入不僅可以延緩金屬間的析出,而且可以提高焊縫金屬的強度和耐蝕性。目前,填充材料通常在增加鎳的基礎(chǔ)上,然后加入具有相同含量的基礎(chǔ)金屬的氮。
11、雙相不銹鋼2205,采用Sandvik 22.8.3L(ER2209)焊絲進(jìn)行TIG焊,采用Avesta 2205AC/DC焊條進(jìn)行TIG焊,以滿足焊接材料的要求。雙相不銹鋼2205和合金元素上的焊接材料的這些特點為焊接工藝參數(shù)的選擇提供了一定的范圍,即焊接線能量,這對焊接非常有利。
12、熱循環(huán):雙相不銹鋼焊接的*大特點是焊接熱循環(huán)對焊接接頭的結(jié)構(gòu)有影響。無論是焊縫還是熱膜星形區(qū),都會發(fā)生相變,這對焊接接頭的性能有很大的影響。因此,多層多道焊是有益的,后續(xù)的焊縫對前焊縫具有熱處理作用,焊縫金屬中的鐵素體進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為奧氏體,與焊縫相鄰的熱影響區(qū)的奧氏體相也增加,可以細(xì)化鐵素體晶粒,減少碳化物和氮化物從晶體和晶界析出,從而顯著提高了整個焊接接頭的組織和性能。由于焊接熱循環(huán)的影響,與介質(zhì)接觸的焊道應(yīng)采用雙相不銹鋼焊接,這與奧氏體不銹鋼焊接順序的要求相反。
13 . 工藝參數(shù)的影響: 焊接工藝的數(shù)量,即焊接線能量,對兩相微觀結(jié)構(gòu)的平衡也起著關(guān)鍵作用..由于雙相不銹鋼在高溫下是100%的鐵素體,如果線能量太小,熱影響區(qū)冷卻速度太快,則在溫室過冷條件下,奧氏體析出的過多鐵素體將繼續(xù)存在。如果線能量太大并且冷卻速度太慢,盡管可以獲得足夠量的奧氏體,但它還將導(dǎo)致熱影響區(qū)中鐵素體的晶粒生長和有害金屬相的沉淀等于0,從而導(dǎo)致接頭脆化。為了避免上述情況,*好的措施是控制焊縫能量和層間溫度,并使用填充金屬。
14、保護(hù)氣體的影響:鎢*氬弧焊時,可在氬氣中加入2%的氮氣,防止由于擴散導(dǎo)致焊縫表面失去氮,有利于鐵素體與奧氏體之間的平衡。
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