許多焊接方法都可用于不銹鋼的焊接，但對于不同類型的不銹鋼，由于其組織與性能存在較大的差異，焊接性也各不相同，因此，不同的焊接方法對于不同類型的不銹鋼具有不同的適用性。在選擇焊接方法時，要根據不銹鋼母材的焊接性，對焊接接頭力學性能、耐腐蝕性能的綜合要求來確定。例如埋弧焊是一種高效優質的焊接方法，對于含有少量鐵素體的奧氏體不銹鋼焊縫來講，通常不會產生焊接熱裂紋，但對于純奧氏體不銹鋼焊縫，由于許多焊劑向焊縫金屬中增硅，焊縫金屬容易形成粗大的單相奧氏體柱狀晶，焊縫金屬的熱裂紋敏感性大，因此一般不采用埋弧焊焊接純奧氏體不銹鋼，除非采用特殊的焊劑。當焊接接頭的腐蝕性要求高時，鎢極氬焊等惰性氣體保護焊具有明顯的優勢。對于一些特種焊接方法，如電阻點焊、縫焊、閃光焊及螺柱焊，也可用于不銹鋼的焊接，與普通低碳鋼相比，由于不銹鋼具有較高的電阻和較高的強度，因此需要較低的焊接電流和較大的壓力或頂鍛力。釬焊也廣泛應用于不銹鋼的連接，母材類型不同，釬焊溫度也不同，與普通碳鋼相比，不銹鋼用釬劑有較強的腐蝕性，為了防止殘留的釬劑對釬焊接頭的腐蝕，需對釬焊接頭予以仔細的清理。現如今所應用的不銹鋼有奧氏體不銹鋼和雙相不銹鋼, 所以對這兩種類型的不銹鋼的焊接進行重點介紹。
一、奧氏體不銹鋼的焊接
1. 奧氏體不銹鋼的概述
奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)代表了整個(ge)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)系列中(zhong)(zhong)(zhong)最大(da)的(de)(de)(de)(de)一個(ge)類(lei)別(bie)，生產的(de)(de)(de)(de)噸位高于(yu)其(qi)他任何(he)一種(zhong)類(lei)別(bie)。它(ta)們在絕(jue)大(da)多(duo)數環境中(zhong)(zhong)(zhong)具有(you)(you)(you)(you)良好的(de)(de)(de)(de)耐(nai)腐蝕性。奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)具有(you)(you)(you)(you)和低碳鋼(gang)(gang)(gang)相當的(de)(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)，室溫(wen)(wen)(wen)時最低屈服強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)約為(wei)210MPa（30ksi），然而(er)不能相變強(qiang)(qiang)化(hua)。由于(yu)這類(lei)鋼(gang)(gang)(gang)低溫(wen)(wen)(wen)沖擊(ji)韌度(du)(du)(du)好而(er)可(ke)用于(yu)低溫(wen)(wen)(wen)工(gong)作環境。其(qi)高溫(wen)(wen)(wen)工(gong)作溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)可(ke)達760℃或(huo)者(zhe)更高，但是(shi)大(da)部分鋼(gang)(gang)(gang)在這么高的(de)(de)(de)(de)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)下強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)和抗氧化(hua)能力是(shi)有(you)(you)(you)(you)限的(de)(de)(de)(de)。奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)可(ke)以(yi)(yi)通過(guo)冷(leng)作硬(ying)化(hua)而(er)有(you)(you)(you)(you)效地強(qiang)(qiang)化(hua)。它(ta)們經(jing)常用于(yu)要(yao)求有(you)(you)(you)(you)很(hen)耐(nai)大(da)氣腐蝕或(huo)耐(nai)高溫(wen)(wen)(wen)腐蝕能力的(de)(de)(de)(de)工(gong)作場合。只要(yao)按照正確的(de)(de)(de)(de)工(gong)藝規范施焊，這類(lei)鋼(gang)(gang)(gang)都是(shi)可(ke)以(yi)(yi)焊接(jie)的(de)(de)(de)(de)。在這類(lei)鋼(gang)(gang)(gang)中(zhong)(zhong)(zhong)添加大(da)量(liang)的(de)(de)(de)(de)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)形(xing)成(cheng)元素，特別(bie)是(shi)鎳（一般(ban)w（Cr）=8%），其(qi)他的(de)(de)(de)(de)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)形(xing)成(cheng)元素是(shi)C、N和Cu。碳和氮是(shi)強(qiang)(qiang)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)形(xing)成(cheng)元素，這可(ke)以(yi)(yi)從(cong)鎳當量(liang)公式中(zhong)(zhong)(zhong)各系數值可(ke)看出(chu)：Nieq=Ni+35C+20N+0.25Cu，加碳是(shi)為(wei)了改進(jin)高溫(wen)(wen)(wen)強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)（蠕變強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)）。在某些鋼(gang)(gang)(gang)中(zhong)(zhong)(zhong)加入(ru)氮主要(yao)是(shi)為(wei)了改進(jin)室溫(wen)(wen)(wen)強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)和低溫(wen)(wen)(wen)強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)，有(you)(you)(you)(you)時可(ke)以(yi)(yi)提高一倍多(duo)，用氮強(qiang)(qiang)化(hua)的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)經(jing)常在它(ta)們的(de)(de)(de)(de)AISI 300系列型號后面標注一個(ge)后綴(zhui)N，如304LN。AISI 200系列（如201）也是(shi)氮強(qiang)(qiang)化(hua)鋼(gang)(gang)(gang)，經(jing)常使用各種(zhong)商業名稱，例(li)如：Nitronic.
奧氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)一般具有(you)較好的(de)(de)韌度和延性，在(zai)拉伸(shen)加(jia)載時顯示出很高(gao)的(de)(de)斷(duan)后伸(shen)長率(lv)。由于鋼(gang)(gang)(gang)中(zhong)合(he)金含量(liang)較高(gao)，所以比馬氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)、低鉻(ge)(ge)和中(zhong)鉻(ge)(ge)鐵素(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)要貴。盡管鋼(gang)(gang)(gang)本(ben)身(shen)價格高(gao)，但提(ti)供了(le)突出的(de)(de)工程制造(zao)方面的(de)(de)優(you)點，特別是良好成形性和焊接(jie)性，因(yin)而和其他類(lei)的(de)(de)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)比較，經常降低了(le)總的(de)(de)成本(ben)。奧氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)雖然有(you)很多(duo)種類(lei)，但300系列是最(zui)(zui)老的(de)(de)也(ye)是應用最(zui)(zui)廣的(de)(de)。這類(lei)鋼(gang)(gang)(gang)大部分是在(zai)18Cr-8Ni系的(de)(de)基礎上加(jia)入(ru)合(he)金元素(su)或者是進行變質，而得(de)到獨(du)特的(de)(de)性能或者使性能更(geng)完備。
304型不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)是(shi)這(zhe)個(ge)系列鋼(gang)的(de)(de)(de)基礎(chu)，加上(shang)304L代(dai)(dai)表了(le)最常選用(yong)(yong)的(de)(de)(de)奧氏體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)。在(zai)316型不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)中用(yong)(yong)質(zhi)量(liang)分數大約(yue)2%的(de)(de)(de)仩替(ti)代(dai)(dai)等量(liang)的(de)(de)(de)鉻以(yi)(yi)改善耐點蝕(shi)能力(li)。在(zai)穩定化的(de)(de)(de)321和347鋼(gang)中分別(bie)少量(liang)的(de)(de)(de)鈦和鈮，它們和碳(tan)(tan)結合以(yi)(yi)減少由于析(xi)出富鉻碳(tan)(tan)化物而引起的(de)(de)(de)晶(jing)間(jian)(jian)腐蝕(shi)。在(zai)上(shang)世紀60年代(dai)(dai)普遍使用(yong)(yong)L類(lei)鋼(gang)，這(zhe)是(shi)由于利用(yong)(yong)AOD（氬-氧脫碳(tan)(tan)）方法熔(rong)煉(lian)，降低了(le)標準型（非低碳(tan)(tan)鋼(gang)）和低碳(tan)(tan)型不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)之間(jian)(jian)的(de)(de)(de)價(jia)格(ge)差別(bie)。這(zhe)類(lei)低碳(tan)(tan)型號不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)（304L，316L）已經廣(guang)泛(fan)用(yong)(yong)于受到晶(jing)間(jian)(jian)侵蝕(shi)和晶(jing)間(jian)(jian)應力(li)腐蝕(shi)的(de)(de)(de)工作場合。
如ASTM A312中(zhong)，最廣泛使用(yong)的(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)材304、316、321和347以(yi)及它(ta)們的(de)(de)(de)變種鋼(gang)(gang)都是(shi)18-8類(lei)(lei)(lei)型(xing)，含有的(de)(de)(de)名義成分(fen)（質量分(fen)數）是(shi)18%鉻和8%鎳。L類(lei)(lei)(lei)鋼(gang)(gang)代表低(di)碳類(lei)(lei)(lei)的(de)(de)(de)變種鋼(gang)(gang)，其名義碳的(de)(de)(de)質量分(fen)數是(shi)0.03%。這(zhe)類(lei)(lei)(lei)鋼(gang)(gang)提高(gao)了在(zai)腐蝕環境中(zhong)對晶間侵(qin)蝕的(de)(de)(de)耐(nai)力(li)。H類(lei)(lei)(lei)鋼(gang)(gang)碳的(de)(de)(de)質量分(fen)數接(jie)近于0.1%，其高(gao)溫強(qiang)度比(bi)標準鋼(gang)(gang)及L類(lei)(lei)(lei)鋼(gang)(gang)高(gao)，因而用(yong)于高(gao)溫場合。N類(lei)(lei)(lei)鋼(gang)(gang)是(shi)在(zai)300系列鋼(gang)(gang)中(zhong)有意加(jia)入質量分(fen)數高(gao)達(da)0.20%的(de)(de)(de)氮(dan)(dan)（300N，316N）碳在(zai)含錳(meng)的(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)里氮(dan)(dan)的(de)(de)(de)加(jia)入量更高(gao)（錳(meng)增(zeng)加(jia)氮(dan)(dan)在(zai)奧(ao)氏體相中(zhong)的(de)(de)(de)溶解度）。較(jiao)高(gao)的(de)(de)(de)氮(dan)(dan)含量可以(yi)增(zeng)加(jia)奧(ao)氏體不銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)強(qiang)度、抗磨(mo)損和耐(nai)點蝕能力(li)。
含(han)有(you)鈦和鈮的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)如(ru)321和347型稱(cheng)為(wei)穩定化(hua)鋼(gang)，因為(wei)加入這(zhe)兩種(zhong)(zhong)元(yuan)素穩定了碳(tan)，阻(zu)止其(qi)生成M23C6型鉻的(de)(de)(de)(de)碳(tan)化(hua)物(wu)。由于鈦和鈮的(de)(de)(de)(de)加入量達到1.0%（質量分數）時可以有(you)效地減(jian)少基本中的(de)(de)(de)(de)碳(tan)含(han)量使富鉻碳(tan)化(hua)物(wu)的(de)(de)(de)(de)析出很(hen)困難，這(zhe)就(jiu)降低了敏化(hua)的(de)(de)(de)(de)可能性(xing)(xing)，而敏化(hua)會導(dao)致在奧氏體鋼(gang)中產生晶間腐蝕。還有(you)很(hen)多(duo)其(qi)他鋼(gang)種(zhong)(zhong)，包括(kuo)超級奧氏體不銹鋼(gang)。由于 這(zhe)些鋼(gang)種(zhong)(zhong)獨特的(de)(de)(de)(de)性(xing)(xing)能及對其(qi)焊接性(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)特殊考慮(lv)。
2. 奧(ao)氏(shi)體不銹鋼焊(han)接方法與(yu)焊(han)接材料的(de)選擇
（1）焊接方法
奧氏體(ti)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼具有優良(liang)的(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)性(xing)，幾乎所有的(de)熔(rong)焊(han)(han)(han)(han)方(fang)法(fa)都(dou)可用于奧氏體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼的(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)，許多(duo)特(te)種(zhong)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)方(fang)法(fa)，如電阻點焊(han)(han)(han)(han)、縫焊(han)(han)(han)(han)、閃(shan)光(guang)(guang)焊(han)(han)(han)(han)、激光(guang)(guang)與電子束焊(han)(han)(han)(han)、釬(han)焊(han)(han)(han)(han)都(dou)是可用于奧氏體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼，就根據具體(ti)的(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)性(xing)與接(jie)(jie)頭(tou)使(shi)用性(xing)能的(de)要(yao)求，合理選(xuan)擇(ze)最佳的(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)方(fang)法(fa)。其(qi)中焊(han)(han)(han)(han)條電弧焊(han)(han)(han)(han)、鎢極(ji)氬(ya)弧焊(han)(han)(han)(han)、熔(rong)化(hua)極(ji)惰性(xing)氣體(ti)保護焊(han)(han)(han)(han)、埋弧焊(han)(han)(han)(han)是較(jiao)為經濟的(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)方(fang)法(fa)。
(2) 焊材選擇
對于奧(ao)氏(shi)體不銹鋼(gang)填充金(jin)屬的(de)種類，分(fen)成三(san)個部分(fen)，反映了(le)AWS按焊接(jie)材料(liao)各類分(fen)別設定的(de)三(san)種標準。其中：
a. 不(bu)銹鋼焊條采用美(mei)國標(biao)(biao)準AWS A5.4標(biao)(biao)準用于(yu)焊條（我公司焊材為GES-309，GES316L等(deng)）；
b. 不(bu)銹鋼焊(han)絲(si)(si)采用(yong)美國標(biao)準AWS A5.9、A5.22等標(biao)準用(yong)于實心(xin)焊(han)絲(si)(si)和(he)金屬粉芯焊(han)絲(si)(si)，氣(qi)體保護(hu)(hu)藥芯焊(han)絲(si)(si)（我公司焊(han)材為GTS-309，GTS-316L等），所選焊(han)絲(si)(si)可用(yong)于氬弧(hu)焊(han)、富氬混合氣(qi)體保護(hu)(hu)焊(han)、二氧化碳氣(qi)體保護(hu)(hu)焊(han)及埋弧(hu)焊(han)焊(han)接用(yong)填(tian)充材料(liao)；
c.不(bu)銹(xiu)鋼埋(mai)弧焊主要選用(yong)氧化(hua)性弱的中性或堿(jian)性焊劑。
(3) 高鉬(mu)鋼焊接指南(nan)
我(wo)公司(si)在M035項目(mu)上(shang)用的(de)(de)奧(ao)氏體不(bu)銹鋼(gang)有316L和254SMO（ASTM A258 S31254），其中254SMO是(shi)我(wo)公司(si)第一(yi)次焊(han)接(jie)的(de)(de)超級奧(ao)氏體不(bu)銹鋼(gang)材料，由(you)于其使(shi)用條件嚴格（用于腐蝕性環境），材料昂(ang)貴（包括母材和焊(han)材），且焊(han)工不(bu)太(tai)熟悉(xi)，操作性有一(yi)定(ding)的(de)(de)難度，因此對焊(han)接(jie)時要求注(zhu)意的(de)(de)重(zhong)點(dian)列出(chu)用以指(zhi)導焊(han)接(jie)人(ren)員(yuan)(yuan)和檢驗人(ren)員(yuan)(yuan)。具體內(nei)容如下：
為防焊接煙塵及Ar氣對焊接人員(yuan)的傷害，焊接作(zuo)業要在通風(feng)的環境中進行(xing)；
所有的焊縫都應(ying)該略有余高，應(ying)該避免出現平的或(huo)下凹狀的焊縫；
焊前一般不(bu)需要預(yu)熱(re)(re)，若(ruo)環境溫度低(di)于2℃，在距離焊縫(feng)區300mm的范圍(wei)內應至少加熱(re)(re)到比(bi)周圍(wei)環境溫度高10℃。
層(ceng)間溫度不能(neng)(neng)大于100℃，線(xian)能(neng)(neng)量不能(neng)(neng)超(chao)過1.5KJ/mm
焊(han)(han)件表面的金(jin)屬氧化物(wu)會導致焊(han)(han)接缺陷，因此焊(han)(han)前對雜質的清(qing)(qing)理十分(fen)重要(yao)，通常(chang)清(qing)(qing)理范圍從焊(han)(han)縫處向兩側各延伸50mm，清(qing)(qing)理范圍應當包括工作(zuo)坡口加工的邊緣以及空心管(guan)四(si)周(zhou)和管(guan)子(zi)內表面。注意(yi)：金(jin)屬絲刷并不能完全清(qing)(qing)理這些殘留物(wu)，用(yong)熱(re)水沖洗(xi)或(huo)擦洗(xi)或(huo)許是一個好方法。
焊接盡可能在1G和(he)2F位置(zhi)進行
焊(han)接接頭設計(ji)必須使打(da)(da)底焊(han)能很好的熔透，引弧(hu)點要在坡口(kou)內，沿坡口(kou)出現的電弧(hu)掃掠要打(da)(da)磨(mo)干凈(jing)。每一起(qi)弧(hu)與收弧(hu)處必須打(da)(da)磨(mo)干凈(jing)。
定位焊(han)需(xu)要背部保護氣體，每一(yi)個(ge)接頭(tou)都必(bi)須(xu)打磨；
將(jiang)焊接處不(bu)能(neng)接觸銅(tong)和黃銅(tong)（由銅(tong)和鋅組(zu)成的銅(tong)合金），因為銅(tong)和鋅的加入可(ke)能(neng)導(dao)致(zhi)裂紋的形成。
二、鐵素體(ti)(ti)-奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)雙相不銹鋼的(de)焊接
1. 鐵素體-奧氏體雙相不銹鋼的(de)概(gai)述
鐵素(su)體(ti)-奧氏體(ti)雙相不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)名(ming)字(zi)是(shi)來自于(yu)其(qi)室溫微觀(guan)組織，其(qi)中(zhong)大概(gai)一(yi)(yi)半(ban)是(shi)鐵素(su)體(ti)，一(yi)(yi)半(ban)是(shi)奧氏體(ti)。在(zai)(zai)20世紀(ji)(ji)30年代(dai)就知道有雙相不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)，它時快時慢的(de)(de)開發過(guo)程(cheng)明(ming)顯地(di)受(shou)到周期性(xing)(xing)的(de)(de)鎳(nie)短缺(que)的(de)(de)影響。直到1982年美國《焊(han)接(jie)手冊》也沒有認(ren)(ren)可雙相不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)是(shi)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)中(zhong)單獨(du)的(de)(de)一(yi)(yi)類(lei)。在(zai)(zai)那時《焊(han)接(jie)手冊》把較(jiao)早的(de)(de)一(yi)(yi)種(zhong)雙相不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)-329型(xing)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)列在(zai)(zai)奧氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)中(zhong)。至少有一(yi)(yi)家329型(xing)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)制造商建議(yi)不(bu)要(yao)焊(han)接(jie)這(zhe)種(zhong)鋼(gang)(gang)，在(zai)(zai)20世紀(ji)(ji)50年代(dai)開發的(de)(de)鑄(zhu)造合(he)(he)(he)金CD4MCu焊(han)接(jie)后很(hen)脆。從上世紀(ji)(ji)80年代(dai)初這(zhe)種(zhong)鋼(gang)(gang)迅速開發，在(zai)(zai)同一(yi)(yi)時期召開的(de)(de)一(yi)(yi)系列國際(ji)雙相不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)會(hui)議(yi)編撰(zhuan)的(de)(de)文集中(zhong)，記錄了這(zhe)個開發過(guo)程(cheng)。至今這(zhe)種(zhong)鋼(gang)(gang)已被用(yong)于(yu)廣泛領域，主(zhu)要(yao)用(yong)于(yu)要(yao)求優(you)異耐腐(fu)蝕性(xing)(xing)的(de)(de)場合(he)(he)(he)。在(zai)(zai)這(zhe)一(yi)(yi)時期，鋼(gang)(gang)的(de)(de)焊(han)接(jie)和(he)耐腐(fu)蝕性(xing)(xing)有了明(ming)顯的(de)(de)改(gai)善，這(zhe)主(zhu)要(yao)是(shi)由(you)于(yu)認(ren)(ren)識到氮作(zuo)(zuo)為一(yi)(yi)種(zhong)合(he)(he)(he)金元素(su)可以起關鍵作(zuo)(zuo)用(yong)。
雙相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)是用(yong)(yong)在能(neng)充分(fen)發(fa)(fa)揮(hui)其優點(dian)，即優異(yi)的耐(nai)腐(fu)(fu)蝕(shi)性和(he)高強度(du)或者二者兼有的應(ying)(ying)用(yong)(yong)場(chang)合(he)(he)。因為(wei)它(ta)含有比奧氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)更高的鐵(tie)(tie)素體(ti)相(xiang)成(cheng)分(fen)，所以(yi)有高的鐵(tie)(tie)磁性、高熱(re)傳導性和(he)低的線(xian)脹系(xi)數(shu)(shu)。雙相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)最(zui)多(duo)的是被選用(yong)(yong)于耐(nai)腐(fu)(fu)蝕(shi)場(chang)合(he)(he)，已(yi)經在很多(duo)可能(neng)發(fa)(fa)生(sheng)應(ying)(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)裂(lie)紋和(he)點(dian)蝕(shi)的應(ying)(ying)用(yong)(yong)環境中(zhong)代替了(le)奧氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)。它(ta)們在絕大(da)多(duo)數(shu)(shu)腐(fu)(fu)蝕(shi)場(chang)合(he)(he)遠優于結構而又具有相(xiang)當(dang)的強度(du)。譬如雙相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)已(yi)廣泛用(yong)(yong)于陸地和(he)海洋中(zhong)的油、氣(qi)管道。由于雙相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)在相(xiang)對(dui)不(bu)(bu)高的溫度(du)下就會(hui)形成(cheng)很多(duo)脆性析出物(wu)，所以(yi)不(bu)(bu)推薦用(yong)(yong)于超過280攝氏(shi)(shi)度(du)的工作場(chang)合(he)(he)。它(ta)們比奧氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)貴(gui)，倒不(bu)(bu)是完全因為(wei)合(he)(he)金元素貴(gui)，而主(zhu)要是由于從鑄態到最(zui)終的板材、薄板、管件的加工費用(yong)(yong)貴(gui)。然(ran)而它(ta)們提供了(le)優異(yi)的而腐(fu)(fu)蝕(shi)性并可降低重量，在中(zhong)等程度(du)侵(qin)蝕(shi)性介質中(zhong)可能(neng)用(yong)(yong)來(lai)代替某(mou)些鎳基合(he)(he)金，而價格(ge)僅(jin)為(wei)原來(lai)的幾分(fen)之(zhi)一。
雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)典型的(de)屈服強(qiang)度(du)大(da)約是(shi)425MPa，和奧氏體不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)210MPa比較強(qiang)度(du)要高得多。因為雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)強(qiang)度(du)高，其硬(ying)度(du)也高，所以在要求耐腐蝕同時(shi)要求耐磨損(sun)的(de)場合，這種鋼(gang)更有(you)優勢(shi)。與此同時(shi)，雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)具有(you)良好的(de)焊(han)接性，與鐵(tie)(tie)素(su)(su)體不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)及奧氏體不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)相(xiang)比，它既不(bu)(bu)(bu)像(xiang)鐵(tie)(tie)素(su)(su)體不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)焊(han)接熱(re)影響(xiang)區，由(you)于(yu)晶粒嚴重粗化(hua)而使塑(su)韌(ren)性大(da)幅度(du)降低，也不(bu)(bu)(bu)像(xiang)奧氏體不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)那樣(yang)，對焊(han)接熱(re)裂(lie)紋比較敏(min)感。當(dang)今(jin)大(da)多數的(de)雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)都(dou)是(shi)有(you)好的(de)韌(ren)度(du)和延(yan)性，然而它們在低溫時(shi)有(you)韌(ren)脆(cui)轉變(bian)，所以一(yi)般不(bu)(bu)(bu)適(shi)合用于(yu)低溫。雙(shuang)(shuang) 不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)工作溫度(du)范(fan)圍一(yi)般限于(yu)-40～280攝(she)氏度(du)。
雙相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)線脹系數和碳鋼(gang)(gang)、低合(he)金鋼(gang)(gang)接近。由于(yu)這種相(xiang)(xiang)(xiang)似性(xing)，這種鋼(gang)(gang)也(ye)可用(yong)于(yu)需要雙相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)和碳鋼(gang)(gang)配合(he)使用(yong)的(de)高壓容器類的(de)結構。這種情況下(xia)，相(xiang)(xiang)(xiang)對(dui)于(yu)使用(yong)奧氏體不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)，能減(jian)少由于(yu)熱膨脹不(bu)(bu)同引起的(de)熱應力(li)。然而(er)由于(yu)雙相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)中析出反應在較低溫度下(xia)發生，因而(er)它不(bu)(bu)適宜用(yong)于(yu)需要進行(xing)消除應力(li)熱處理（焊后熱處理）的(de)場合(he)。
2. 雙相(xiang)不銹鋼的(de)化學成分及組織(zhi)特點
a. 化學成分
目前，國際上(shang)普遍采(cai)用(yong)的鐵素(su)體-奧(ao)氏(shi)體雙相(xiang)不(bu)銹鋼(gang)可為Cr18型、Cr23型、Cr22型、Cr25型四類。對于Cr25型雙相(xiang)不(bu)銹鋼(gang)，也有(you)普通雙相(xiang)不(bu)銹鋼(gang)和超級雙相(xiang)不(bu)銹鋼(gang)之分，當點蝕(shi)指數PREN（PREN=w(Cr)+ 3.3w(Mo)+16 w(N)）>40時，稱為超級雙相(xiang)不(bu)銹鋼(gang)，
我國(guo)列入國(guo)家的鐵素體(ti)-奧(ao)氏體(ti)雙相不銹鋼(gang)主要(yao)有Cr18與Cr25兩大類(lei)型。另外一(yi)些(xie)與國(guo)外典型材(cai)料相類(lei)似(si)的鋼(gang)種也有生(sheng)產和應(ying)用。
b. 組織(zhi)特(te)點
雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)銹鋼以單(dan)相(xiang)(xiang)δ鐵素(su)體凝固(gu)結(jie)晶，當(dang)繼續冷卻(que)時，發生δ→γ相(xiang)(xiang)變，隨著溫度的(de)降低(di)，δ→γ相(xiang)(xiang)變不(bu)斷進行。在平衡(heng)條件下或者非快速冷卻(que)的(de)情況下，部(bu)分δ鐵素(su)體將(jiang)保留到室(shi)(shi)溫，因此，室(shi)(shi)溫下的(de)組織為δ→γ雙(shuang)相(xiang)(xiang)組織。
3. 雙相不銹鋼的焊接特點
焊(han)接過程(cheng)是一個快速(su)加熱(re)(re)與快速(su)冷卻的(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)循環過程(cheng)。在(zai)加熱(re)(re)過程(cheng)中(zhong)，當熱(re)(re)影(ying)(ying)響區的(de)(de)(de)(de)(de)溫(wen)度(du)超過雙相(xiang)(xiang)不銹鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)固溶處理溫(wen)度(du)，在(zai)1150~1400℃的(de)(de)(de)(de)(de)高溫(wen)狀(zhuang)態下(xia)，晶(jing)粒將發生(sheng)長大(da)，而且發生(sheng)γ→δ相(xiang)(xiang)變，γ相(xiang)(xiang)明顯減少，δ相(xiang)(xiang)增多。一些鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)高溫(wen)近縫(feng)區會出(chu)現晶(jing)粒較(jiao)(jiao)粗大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)δ鐵素體組(zu)織。如果焊(han)后(hou)的(de)(de)(de)(de)(de)冷卻速(su)度(du)較(jiao)(jiao)快，將抑制δ→γ的(de)(de)(de)(de)(de)二(er)次(ci)相(xiang)(xiang)變，使熱(re)(re)影(ying)(ying)響區的(de)(de)(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)比例失調，當δ鐵素體大(da)于(yu)70%時，二(er)次(ci)轉變的(de)(de)(de)(de)(de)γ奧氏體也變成(cheng)針狀(zhuang)和羽(yu)毛狀(zhuang)，具(ju)有魏氏組(zu)織特(te)征(zheng)，導(dao)致力(li)學性能(neng)和耐腐(fu)蝕性能(neng)惡化。當焊(han)后(hou)冷卻速(su)度(du)較(jiao)(jiao)慢時，則δ→γ的(de)(de)(de)(de)(de)二(er)次(ci)相(xiang)(xiang)變比較(jiao)(jiao)充(chong)(chong)分，室溫(wen)下(xia)為相(xiang)(xiang)比例較(jiao)(jiao)為合適的(de)(de)(de)(de)(de)雙相(xiang)(xiang)組(zu)織。因(yin)此(ci)，為防止(zhi)熱(re)(re)影(ying)(ying)響區的(de)(de)(de)(de)(de)快速(su)冷卻，使δ→γ二(er)次(ci)相(xiang)(xiang)變較(jiao)(jiao)為充(chong)(chong)分，保證較(jiao)(jiao)合理的(de)(de)(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)比例，足夠(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)接熱(re)(re)輸入是必要的(de)(de)(de)(de)(de)。隨著母(mu)材厚(hou)度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)增加，焊(han)接熱(re)(re)輸入應適當提高。
對于雙(shuang)相不銹鋼焊(han)縫金(jin)屬(shu)，仍以單相δ鐵素體凝固結晶，并隨溫度的降低(di)(di)發生δ→γ組織(zhi)轉(zhuan)變(bian)(bian)。但由于其熔化-凝固-冷卻相變(bian)(bian)是(shi)(shi)一個速度較快的不平衡(heng)過程，因(yin)此，焊(han)縫金(jin)屬(shu)冷卻過程中(zhong)的δ→γ組織(zhi)轉(zhuan)變(bian)(bian)必(bi)然是(shi)(shi)不平衡(heng)的。當(dang)焊(han)縫金(jin)屬(shu)的化學成分與母材成分相同，或者母材自熔時(shi)，焊(han)縫金(jin)屬(shu)中(zhong)的δ相將(jiang)偏高(gao)，而γ相偏低(di)(di)。為了(le)保證焊(han)縫金(jin)屬(shu)中(zhong)有足夠的γ相，應提高(gao)焊(han)縫金(jin)屬(shu)化學成分的Ni當(dang)量，通常的方(fang)法(fa)是(shi)(shi)提高(gao)奧(ao)氏(shi)體化元素（Ni、N）的含量，因(yin)此就出現(xian)了(le)焊(han)縫金(jin)屬(shu)的超(chao)合金(jin)化的特點。
雙相(xiang)不銹鋼具有良好(hao)的(de)(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)性(xing)，盡管其凝固結晶(jing)為單相(xiang)鐵素體，但(dan)在一(yi)般的(de)(de)(de)拘束條(tiao)件下，焊(han)(han)縫金(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)熱裂紋(wen)敏感性(xing)很小，當(dang)雙相(xiang)組(zu)織的(de)(de)(de)比(bi)例(li)適當(dang)時，其冷裂紋(wen)敏感性(xing)也(ye)較低。但(dan)應注意(yi)，雙相(xiang)不銹鋼中畢竟具有較高的(de)(de)(de)鐵素體，當(dang)拘束度(du)較大及焊(han)(han)縫金(jin)屬(shu)含氫量較高時，還存在焊(han)(han)接(jie)(jie)氫致裂紋(wen)的(de)(de)(de)危險。因(yin)此，在焊(han)(han)接(jie)(jie)材料選擇與焊(han)(han)接(jie)(jie)過程中應控制(zhi)氫的(de)(de)(de)來(lai)源。
另請注意：雙(shuang)相鋼與雙(shuang)相不(bu)銹鋼定義(yi)不(bu)同，雙(shuang)相鋼是(shi)指由低(di)碳(tan)鋼或低(di)合金高強(qiang)度鋼經臨(lin)界(jie)處理或控制軋制而得到(dao)的主要由鐵素體和馬氏體所組成的鋼。
4. 焊(han)接工藝(yi)方法(fa)與(yu)焊(han)接材(cai)料
a. 焊接工藝(yi)方法
到目前為止，焊(han)條電弧(hu)焊(han)、鎢極氬(ya)弧(hu)焊(han)、熔化極氣體保護焊(han)（采用(yong)實心焊(han)絲或藥(yao)芯焊(han)絲）、甚至埋弧(hu)焊(han)都可(ke)用(yong)于鐵素體-奧氏體雙相不銹鋼的(de)焊(han)接。
b. 焊接工(gong)藝方法(fa)選(xuan)擇及坡口形(xing)式與尺寸
根據(ju)管、板厚度及相應的焊接(jie)工藝方法選擇(ze)及坡口(kou)尺寸。
c. 雙相不銹鋼鋼焊接指(zhi)南
我公司在M021項目上用的雙相不銹(xiu)鋼為ASTM A790 S32750和(he)S32760，且此(ci)二者皆為超(chao)級雙相不銹(xiu)鋼，所選(xuan)焊(han)(han)接(jie)方法為GTAW，所選(xuan)焊(han)(han)絲為SANDVIK 25.10.4.L。焊(han)(han)接(jie)時的注(zhu)意與焊(han)(han)接(jie)超(chao)級奧氏體(ti)類似，但層間(jian)溫度可(ke)控制為150攝氏度以下。
d. 不(bu)銹鋼焊接材料(liao)品牌
到目(mu)前為止，焊(han)條電弧(hu)焊(han)、鎢極氬弧(hu)焊(han)、已經(jing)在(zai)我公(gong)司進行使(shi)用，現在(zai)正在(zai)使(shi)用的焊(han)材如(ru)下表(biao)：
