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Modern Welding现代焊接
MOD正NYご ADING Tご CHNOLOGY
双相钢的特性以及焊接要点
double-phase steel and the key points for welding
中国石化集团南京化学工业有限公司化机厂尤广伟董安霞
[摘要]随着双相钢在化工、石化加エ、造纸、海上作业等行业的广泛应用,南化机厂近年来也承制了很多双
相钢材料的设备,包括换热器、反应釜、塔器等。同时,我们在工作过程中对双相钢焊接特性的了解和焊接工艺参数
的摸索与控制方面也积累了一点经验,本文进行了简要说明。
[关键词]双相钢;特性;焊接
1双相铜介
双相钢力学性能的影
表1双相钢典型钢种的力学性能
由于现代工业技术的发展,传统响因素主要有合金元素、绍种」准号
6,%「A引
ASIB04 I UNSS30400210515~690451>300
的奥氏体不锈钢经常遭到晶阆腐蚀、晶粒度以及相比例等。由
30|UNSS43000205
点蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀等局部腐表中可以看出:双相不锈S204UNS0_4068-802530
蚀的破坏,双相不锈钢在上述腐蚀类钢的屈服强度是奥氏体不
SAE2X051UNSS3180345016589~80251250
F2507UNSs3275053800~t00025230
型中表现出了某些优越性。
锈钢的2~3倍,SAF2507钢
在铁基固溶体组织中铁素体相与的屈服强度比其他双相不
表2部分奥氏体不锈钢和双相不钢的
奥氏体相约各占…一半,但最少相的含锈钢高的原因在于氮元素
典型化学就分对比(约数值}
量必须达到30%以上的钢称为双相不的强化作用。而在奥氏体组织「钢种化学成分(质量分数)%
傍钢。奥氏体接头有良好的塑性和初不锈钢的内部品粒之间有処氏体「3区入。Q「N「地N1PREN
81212
25
性,但是导热性能差,线膨胀系数大,更多的滑移面、所以它的
2205
焊接应力和变形都比校大:普通铁素延伸率明显高于双相不双都し2921「340」
体不锈钢导热性能和线膨胀系数都小钢。在双相钢中的主要合
40.25
于奥氏体不锈钢,并且有较高的强度金元素r、、M、N等对钢的各项的升高,例如N-741,当品粒尺寸
及耐氯离子应力腐蚀性能,但是塑性性能都起到了很重要的作用。
由2mo增加到25m时,颱性转变温度
较差,并存在475℃脆化和8相析出脆2.1.1化学成分(见表2)。
大约由-130℃.上升至-45℃,所以晶
化以及高温晶粒粗化脆化现象。双相
的抗点蚀和缝隙腐蚀能力主要由度的增加会降低钢材的低温冲击韧性
钢的开发正是集中了奥氏体和铁素体G、M和元素含量决定,用来衡量这相比例的影响在这甲不再详述、
的优点并最大限度地减少了两相的缺利种抗腐蚀性能的指数就心是PRNV值(抗点22双相不锈钢接头的耐腐烛性能
点。性能最好的双相钢成分是铁素体蚀当量),PRFN-G%+3M%+16N%。
双相不锈倒不仅有很好的力学性
的含量在60%-40%、奥氏体的含量在其他合金元素作用此处不再详述。
能,而且还具有十分优异的耐点蚀、
40%-60%之间,任何一种机体的大幅2.1.2品粒度的影响
献应力腐蚀、耐腐蚀疲劳等性能。它
度减少都会造成双相钢的性能减弱。
双相不锈钢的晶粒度对其屈服强的接头也有很好的耐点蚀和耐氯化物
2双相的化学成分和性
度和韧性起重要作用。细小的晶粒使应力腐蚀开裂性能,晶间腐蚀性能也
2.1双相钢カ学性能及影响因钢材具有较高的屈服强度和韧性。而不低于母材、但抗HZ应力腐蚀开裂能
作者介:尤(197-)、.学学:,郊接「帅
晶粒度的增加也会引起脆性转变温度力较差。接头耐蚀性最不良的地方是
现代解養2006年第7期总第43期17
现代焊接 Modern Welding
MODERN WELDING TECHNOLOGY
近缝区(HAZ),主要原因是近缝区
表3
析出第二相(鉻的氮化物)形成了“贫
CT TNIMONCU
2050u161821_0.028100036122481346[3.1016
铬”层所导致。
ER22U0.D13「1.53
9000492328.633180.156012
2.2.1点蚀和缝隙腐蚀
焊00z9152004001041296.0306oL4
抗点蚀当量PRN的计算式定量地
4
描述了C、Mh、NV元家对ビ的影响。公焊機方法』ゲ材牌号』方径(mn)极性」电流(ん电压(V)mめ』热総人Ulmm
Er220
DCEN80~-120
12-15
i-1.5
0.8-15
式只考虑了r、Mo、N的作用,没有
考脓组织的不均匀和析出相的影响。双相不锈钢在耐晶间腐蚀、耐均匀腐据如下
选择合适的固溶处理温度使两相分別蚀等方面都有很优异的性能。
3.1衬料
具有相当的PRIN值,才能使钢具有最2,3双相不锈钢使用的局限性
我们工艺评定所用的钢板是2205
佳的耐点蚀性能。
与奥氏体不锈钢相比,双相不锈( ASITYM A24000UNSS31803),采用
2.2.2应力腐蚀
钢的弱勢如下
的焊丝是ER2209( SANDVIK
双相不钙钢的屈服强度比普通不锈
1应用的普遍性和多面性不如奧
钢板、焊丝以及焊縱主要化学成
钢高,所以产生应力腐蚀开裂(C)氏体不锈钢,并且使用温度必须控制分见表3。
的临界应力值也高:钢中第二相的存在-50℃~250℃。
32典型工艺舰范(见表4)
在对裂纹的扩展起机械屏障作用,延23.2塑性比奥氏体不锈钢低,冷
工作中选用的气体是:Ar-(975%)
长了裂纹的扩展期:在中性氯化物介热加工工艺和成形性能稍差
+NV2(25%),气体流最4~07mh。
质中,不锈钢多以点蚀为SCC的裂源
存在中温脆性区,需要严格控33试侍评定结
而双相不锈钢的成分和组织特点使点制热处理和焊接工艺规范、以避免有
试件拉伸(GCRM28)、弯曲(CR
蚀不易形成,延长了点蚀的孕育期,害相的出现,否则损害性能。
T22)、40℃冲击试验( ASMM A293
故双相不锈钢抗SC能力很強。各种不3双相不的接
B)均合格;焊縱、母材、热影响区的
锈钢和双相钢的SCC敏感性还与温度和
双相不锈钢具有良好的焊接性能,金相细织均为爽氏体+40%0%铁素体
氯化物的浓度有关,在较宽的氯离子热裂倾向小,焊接时不需预热,焊后腐蚀试验:在6%的e以溶液中,40℃
浓度范同内SOC是否发生取决于温度。
不需热处理,与奥氏体不锈钢焊接相温度下24小时化学浸泡后表面没有出
2.2.3耐腐蚀疲劳
比较,焊缝的热裂纹倾向低;与铁素现腐蚀,单位面积质量损失为0.098mg
腐蚀疲劳是由于腐蚀和循环应力体不锈钠焊接相比较,焊接接头焊后/em,评定结果合格
的联合作用而引起的一种腐蚀形态,状态的脆化程度低;而且焊接热影响
我们推荐双相不锈钢之间及其与
所受的应力大部分是循环应力。当循区中(HAZ)单相铁素体相的粗化程奥氏体不锈钢之间的焊材如表5所示。
环应力比较小而腐蚀介