不平衡和不完全的冶金反應和快速結晶過程,使焊縫存在著成分和組織的不均性,所以組織是不穩定的。在多層焊縫或者雖然是單道焊縫,焊后經熱處理或在某一溫度下長期使用,便有可能發生組織轉變和析出有害的金屬間化合物或碳、氮化物。對于雙相(xiang)不銹鋼焊縫來說,雖然化學成分與母材相比增加了鎳的含量,焊縫中鐵素體相較低,從而減低了金屬間相析出的傾向和金屬間相引起的有害作用,但是由于焊縫中鉻、鎳、鉬、氮等合金元素在兩相中的分配極不均勻,特別是氮,在奧氏體中以過飽和狀態存在而鐵素體相中氮的含量很少,更增加了組織的不穩定性。


  雙相不銹鋼焊接時,有可能發生三種類型的析出,嚴重時會降低鋼的耐腐蝕性和韌性。這些析出相是:鉻的氮化物(Cr2N、CrN);二次奧氏體(Y2);金屬間相(σ相等)。


 關于氮化(hua)(hua)物(wu)的(de)(de)析(xi)出(chu),當焊縫(feng)金(jin)(jin)屬鐵素(su)體(ti)數量(liang)(liang)過多或(huo)為(wei)純鐵素(su)體(ti)組(zu)織時,很(hen)容易有氮化(hua)(hua)物(wu)的(de)(de)析(xi)出(chu),這是(shi)由(you)于在高(gao)溫時,氮在鐵素(su)體(ti)中的(de)(de)溶解度增加,快速冷(leng)卻時溶解度又下降的(de)(de)緣故(gu)。尤其在靠近焊縫(feng)表面的(de)(de)部(bu)位,由(you)于氮的(de)(de)損失,使(shi)鐵素(su)體(ti)量(liang)(liang)增加,氮化(hua)(hua)物(wu)更容易析(xi)出(chu),這對焊縫(feng)金(jin)(jin)屬的(de)(de)耐腐(fu)蝕性有直接的(de)(de)影(ying)響。焊縫(feng)金(jin)(jin)屬若是(shi)健(jian)全的(de)(de)兩相(xiang)組(zu)織,氮化(hua)(hua)物(wu)的(de)(de)析(xi)出(chu)量(liang)(liang)很(hen)少。因此(ci),為(wei)了(le)增加焊縫(feng)金(jin)(jin)屬的(de)(de)奧氏體(ti)數量(liang)(liang),在填充金(jin)(jin)屬中提高(gao)鎳(nie)、氮元素(su)是(shi)有效的(de)(de)。


  關于二次奧氏體的析出,這在含氮量高的超級雙相不銹鋼(0.3%N2)多層焊接時會出現。由于后續焊道的再加熱,特別是先采用低的熱輸入,后續焊道又采用高的熱輸入時,部分鐵素體會轉變成細小分散的二次奧氏體(Y2).這種Y2也和氮化物一樣會降低焊縫的耐腐蝕性能。


  關于。相(xiang)的(de)(de)(de)(de)析(xi)出(chu)(chu)(chu)(chu),一般說焊(han)接時(shi)采用較高的(de)(de)(de)(de)熱(re)輸入(ru)和(he)較低的(de)(de)(de)(de)冷(leng)卻(que)速度(du)有(you)(you)利于奧氏體(ti)的(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)變(bian),減(jian)少焊(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)(de)鐵素體(ti)量。但是(shi)熱(re)輸人(ren)過(guo)(guo)(guo)高和(he)冷(leng)卻(que)速度(du)過(guo)(guo)(guo)慢又會帶來金(jin)屬(shu)間(jian)相(xiang)的(de)(de)(de)(de)析(xi)出(chu)(chu)(chu)(chu)問題。一般焊(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)不(bu)(bu)(bu)(bu)常發(fa)現(xian)有(you)(you)。相(xiang)析(xi)出(chu)(chu)(chu)(chu),但在(zai)焊(han)接材料(liao)或熱(re)輸人(ren)選用不(bu)(bu)(bu)(bu)合適時(shi),也(ye)有(you)(you)可(ke)能出(chu)(chu)(chu)(chu)現(xian)。相(xiang)。用較高鎳(nie)的(de)(de)(de)(de)焊(han)條25.10.4.LR焊(han)接超級(ji)雙相(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)SAF2507時(shi),如(ru)熱(re)輸入(ru)過(guo)(guo)(guo)高,發(fa)現(xian)有(you)(you)σ相(xiang)的(de)(de)(de)(de)析(xi)出(chu)(chu)(chu)(chu)(圖2-14)。這(zhe)是(shi)因為過(guo)(guo)(guo)低的(de)(de)(de)(de)鐵素體(ti)量會集中較多的(de)(de)(de)(de)鉻、鉬(mu)等元(yuan)素,促進金(jin)屬(shu)間(jian)相(xiang)的(de)(de)(de)(de)析(xi)出(chu)(chu)(chu)(chu)。對超級(ji)雙相(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)而言,一般熱(re)輸入(ru)控制在(zai)0.5~1.5kJ/mm范圍,不(bu)(bu)(bu)(bu)超過(guo)(guo)(guo)上限,含(han)鎢(wu)和(he)銅的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)不(bu)(bu)(bu)(bu)超過(guo)(guo)(guo)1.0kJ/mm時(shi)(尤(you)(you)其焊(han)薄板(ban)),不(bu)(bu)(bu)(bu)會發(fa)生因金(jin)屬(shu)間(jian)相(xiang)析(xi)出(chu)(chu)(chu)(chu)使韌性下降。這(zhe)說明超級(ji)雙相(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang),尤(you)(you)其是(shi)含(han)鎢(wu)、銅的(de)(de)(de)(de)超級(ji)雙相(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)對高熱(re)輸入(ru)敏感。


圖 14.jpg


  綜上(shang)所(suo)述,為(wei)(wei)了獲得最佳的(de)(de)性能結果(guo),一般必須采用(yong)足夠(gou)高的(de)(de)熱(re)(re)輸(shu)(shu)入(ru)以保證在焊(han)縫(包括熱(re)(re)影(ying)響(xiang)區(qu))奧氏(shi)(shi)體的(de)(de)再形(xing)成,通(tong)常焊(han)縫金(jin)屬(shu)的(de)(de)奧氏(shi)(shi)體量控(kong)制(zhi)在60%~70%范圍(wei),但是為(wei)(wei)防(fang)止析出相(xiang)也(ye)不(bu)希望(wang)過高的(de)(de)熱(re)(re)輸(shu)(shu)人(ren),熱(re)(re)輸(shu)(shu)入(ru)控(kong)制(zhi)在0.5~2.0kJ/mm,最高層間溫(wen)(wen)度控(kong)制(zhi)在150℃為(wei)(wei)好(hao)。表2-16是Sandvik推(tui)薦的(de)(de)三種典型雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)和超(chao)級雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)焊(han)接熱(re)(re)輸(shu)(shu)入(ru)。熱(re)(re)輸(shu)(shu)人(ren)與材料的(de)(de)厚度也(ye)有關(guan),如對(dui)薄壁(bi)管(t=1.5mm)適(shi)宜的(de)(de)熱(re)(re)輸(shu)(shu)入(ru)是小于0.5kJ/mm,對(dui)厚壁(bi)管最好(hao)選用(yong)接近上(shang)限的(de)(de)熱(re)(re)輸(shu)(shu)人(ren)值。對(dui)于厚度不(bu)小于25mm的(de)(de)材料,尤(you)其要注意(yi)層間溫(wen)(wen)度的(de)(de)控(kong)制(zhi),心部的(de)(de)溫(wen)(wen)度往(wang)往(wang)高于表面,根部的(de)(de)沖擊值可能會(hui)降低。


16.jpg