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(xiu)鋼(gang)焊接(jie)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(dan)(dan)化物(wu)的(de)(de)(de)(de)析(xi)出(chu),當焊(han)縫(feng)金(jin)屬鐵(tie)素體(ti)(ti)數量(liang)(liang)過多或為純鐵(tie)素體(ti)(ti)組織時,很容(rong)易(yi)(yi)有氮(dan)(dan)化物(wu)的(de)(de)(de)(de)析(xi)出(chu),這(zhe)是由于在高溫(wen)時,氮(dan)(dan)在鐵(tie)素體(ti)(ti)中的(de)(de)(de)(de)溶解(jie)度增(zeng)加(jia),快速(su)冷卻時溶解(jie)度又下降的(de)(de)(de)(de)緣故。尤其在靠近焊(han)縫(feng)表(biao)面的(de)(de)(de)(de)部(bu)位,由于氮(dan)(dan)的(de)(de)(de)(de)損失(shi),使鐵(tie)素體(ti)(ti)量(liang)(liang)增(zeng)加(jia),氮(dan)(dan)化物(wu)更容(rong)易(yi)(yi)析(xi)出(chu),這(zhe)對焊(han)縫(feng)金(jin)屬的(de)(de)(de)(de)耐腐蝕性(xing)有直接的(de)(de)(de)(de)影響。焊(han)縫(feng)金(jin)屬若是健全的(de)(de)(de)(de)兩相組織,氮(dan)(dan)化物(wu)的(de)(de)(de)(de)析(xi)出(chu)量(liang)(liang)很少(shao)。因此,為了增(zeng)加(jia)焊(han)縫(feng)金(jin)屬的(de)(de)(de)(de)奧氏(shi)體(ti)(ti)數量(liang)(liang),在填充金(jin)屬中提高鎳、氮(dan)(dan)元素是有效(xiao)的(de)(de)(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。相的(de)(de)析(xi)出(chu)(chu),一般(ban)說焊(han)(han)(han)接時采用較(jiao)(jiao)高的(de)(de)熱(re)輸入和(he)(he)較(jiao)(jiao)低的(de)(de)冷卻速度有利(li)于奧氏體(ti)的(de)(de)轉變,減少焊(han)(han)(han)縫金(jin)屬的(de)(de)鐵素(su)體(ti)量。但是(shi)熱(re)輸人(ren)過高和(he)(he)冷卻速度過慢又會帶來(lai)金(jin)屬間(jian)(jian)相的(de)(de)析(xi)出(chu)(chu)問(wen)題。一般(ban)焊(han)(han)(han)縫金(jin)屬不(bu)(bu)(bu)常發(fa)(fa)現(xian)有。相析(xi)出(chu)(chu),但在焊(han)(han)(han)接材料或熱(re)輸人(ren)選用不(bu)(bu)(bu)合適時,也有可能(neng)出(chu)(chu)現(xian)。相。用較(jiao)(jiao)高鎳的(de)(de)焊(han)(han)(han)條25.10.4.LR焊(han)(han)(han)接超級雙(shuang)相不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)SAF2507時,如(ru)熱(re)輸入過高,發(fa)(fa)現(xian)有σ相的(de)(de)析(xi)出(chu)(chu)(圖2-14)。這是(shi)因為過低的(de)(de)鐵素(su)體(ti)量會集中較(jiao)(jiao)多(duo)的(de)(de)鉻、鉬等元(yuan)素(su),促進金(jin)屬間(jian)(jian)相的(de)(de)析(xi)出(chu)(chu)。對超級雙(shuang)相不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)而言,一般(ban)熱(re)輸入控(kong)制(zhi)在0.5~1.5kJ/mm范圍,不(bu)(bu)(bu)超過上限(xian),含鎢和(he)(he)銅的(de)(de)鋼(gang)不(bu)(bu)(bu)超過1.0kJ/mm時(尤(you)其焊(han)(han)(han)薄板(ban)),不(bu)(bu)(bu)會發(fa)(fa)生因金(jin)屬間(jian)(jian)相析(xi)出(chu)(chu)使韌性下降。這說明超級雙(shuang)相不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang),尤(you)其是(shi)含鎢、銅的(de)(de)超級雙(shuang)相不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)對高熱(re)輸入敏感。


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  綜上所述,為(wei)了獲得最佳的(de)(de)(de)(de)性能結果,一般必須(xu)采用足夠(gou)高(gao)的(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)輸(shu)入以保證在(zai)焊(han)縫(包括熱(re)(re)(re)(re)影響區)奧氏(shi)體的(de)(de)(de)(de)再形成,通常焊(han)縫金屬的(de)(de)(de)(de)奧氏(shi)體量控制(zhi)在(zai)60%~70%范圍,但是(shi)為(wei)防止析出相(xiang)也(ye)不(bu)(bu)希望過高(gao)的(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)輸(shu)人(ren),熱(re)(re)(re)(re)輸(shu)入控制(zhi)在(zai)0.5~2.0kJ/mm,最高(gao)層間(jian)(jian)溫(wen)度控制(zhi)在(zai)150℃為(wei)好。表2-16是(shi)Sandvik推薦的(de)(de)(de)(de)三(san)種典型雙相(xiang)不(bu)(bu)銹鋼和超級雙相(xiang)不(bu)(bu)銹鋼的(de)(de)(de)(de)焊(han)接熱(re)(re)(re)(re)輸(shu)入。熱(re)(re)(re)(re)輸(shu)人(ren)與材料的(de)(de)(de)(de)厚度也(ye)有(you)關,如對薄壁管(guan)(t=1.5mm)適宜的(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)輸(shu)入是(shi)小于(yu)0.5kJ/mm,對厚壁管(guan)最好選用接近上限的(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)輸(shu)人(ren)值(zhi)。對于(yu)厚度不(bu)(bu)小于(yu)25mm的(de)(de)(de)(de)材料,尤其要注意層間(jian)(jian)溫(wen)度的(de)(de)(de)(de)控制(zhi),心部的(de)(de)(de)(de)溫(wen)度往往高(gao)于(yu)表面,根部的(de)(de)(de)(de)沖擊值(zhi)可能會降低。


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