普力捷推荐||双相不锈钢焊接中易犯的错误

什么是双相不锈钢

 

标准号: ASTM A240/A240M--01 双相不锈钢2205合金是由21%铬，2.5%钼及4.5%镍氮合金构成的复式不锈钢。它具有高强度、良好的冲击韧性以及良好的整体和局部的抗应力腐蚀能力。2205双相不锈钢的屈服强度是奥氏体不锈钢的两倍，这一特性使设计者在设计产品时减轻重量，让这种合金比316，317L更具有价格优势。这种合金特别适用于-50°F/+600°F 温度范围内。超出这一温度范围的应用，也可考虑这种合金，但是有一些限制，尤其是应用于焊接结构的时候。

特点

1.双相不锈钢2205合金与316L和317L奥氏体不锈钢相比,2205合金在抗斑蚀及裂隙腐蚀方面的性能更优越,它具有很高的抗腐蚀能力,与奥氏体相比,它的热膨胀系数更低,导热性更高。

2.双相不锈钢2205合金与奥氏体不锈钢相比,它的耐压强度是其两倍,与316L和317L相比,设计者可以减轻其重量。2205合金特别适用于-50°F/+600°F温度范围内,在严格限制的情况下(尤其对于焊接结构),也可以用于更低的温度。

化学成分:C≤0.030，Mn≤2.00，Si≤1.00，P≤0.030，S≤0.020，Cr 22.0~23.0，Ni 4.5~6.5，Mo 3.0~3.5 N 0.14~0.20(奥氏体-铁素体型)

双相不锈钢2205合金是由21%铬,2.5%钼及4.5%镍氮合金构成的复式不锈钢。它具有高强度、良好的冲击韧性以及良好的整体和局部的抗应力腐蚀能力

 

下面说一下双相不锈钢在焊接的时候容易犯的错误：

 

1.所犯的错误

人们生产和使用双相不锈钢近80年了。这些合金的特点是凝固时基本上100%的铁素体，奥氏体是在固态时必须成核和长大的。早期的合金，如可锻合金329和铸造合金CD4MCu内所含的铁素体要远远多于奥氏体。另外，人们没有重视氮的重要性，许多合金含很少的氮，所以，在冷却状态下，奥氏体成核和生长速度太慢，以致在焊后不进行热处理时，不能在焊缝热影响区内获得平衡的奥氏体量。当为了促使熔化区内的奥氏体形成而使用超合金化焊缝填充金属时，这些合金的焊后热影响区通常会变脆，耐腐蚀性能不好。气焊的焊缝金属也有这种缺陷。

在上世纪80年代，人们充分认识到了氮对双相不锈钢的重要性，通常会规定最低的氮含量要求。通过在基本金属加入适当的氮含量，使用加大镍含量的焊缝填充金属，可使焊件在焊后状态具有大致相等量的奥氏体和铁素体，这样显著地改进了力学性能，提高了耐腐蚀性能。接着就是要使热输入合理，以便通过合适的冷却速率来达到热影响区内合理的奥氏体—铁素体平衡。热输入太低会导致铁素体过多，热输入太高会导致金属间相析出。现在常规的做法是，在焊接22%Cr双相不锈钢时，热输入在0.5～2.5kJ/mm之间，在焊接25%Cr双相不锈钢时，热输入在0.5～1.5kJ/mm之间。

 

尽管绝大多数双相不锈钢焊接件是在焊后状态使用的，但是，至少有两种情况通常需要进行焊后热处理（退火）。双相不锈钢铸件几乎毫不例外需要进行退火处理，而且，如果通过焊接对铸件缺陷进行修理，就必须对焊缝进行退火处理。通过焊接制造的大型焊接的封头，无论是冷成型还是热成型的，均需要进行退火。

 

2.所犯的错误

1.1不合理的基本金属规范

1.2不合理的焊接热输入

1.3不合理的焊后热处理

 

3.结论

实践证明，双相不锈钢，包括超级双相不锈钢，具有良好的焊接性能，是非常重要的工程材料。然而，由于粗心和不了解情况，也会犯一些错误。为使热影响区和焊缝金属具有良好的性能，规定使用含氮量至少为0.14%的高氮含量的基本金属是适当的。否则，至少在热影响区会有大量铁素体、氮化铬析出，损害耐腐蚀性能和力学性能。

为了避免超级双相不锈钢在多次重复加热区域内产生析出，应避免选择使用大量的低热输入，小焊道。而且，在焊接双相不锈钢和超级双相不锈钢管道时，为了避免在管道内表面产生析出物，根部焊道要用较高的热输入（大于1kJ/mm），大于最初几个连续焊道的热输入。焊接的双相不锈钢的焊后退火需要考虑以下情况，即，溶解富镍含量的焊缝金属的σ相的温度要比基体金属高。