双相不锈钢焊接.ppt

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1、关于双相不锈钢的焊接第一张，PPT共七十二页，创作于2022年6月 30年年代代：法法国国最最先先研研制制出出双双相相不不锈锈钢钢，呈呈铁铁素素体体和和奥奥氏氏体体双双相相组组织织状状态态，具具有有独独特特的的耐耐腐腐蚀蚀性性和和较较好好的的力力学学性性能能。但但双双相相不不锈锈钢钢的的相相组组成成比比例例难难以控制及焊接困难，工业应用受到限制。以控制及焊接困难，工业应用受到限制。40年年代代：美美国国开开发发出出第第一一代代双双相相不不锈锈钢钢329钢钢，耐耐腐腐蚀蚀性性能能好好，但但含含碳量较高（碳量较高（0.1%），含钼和铬都较高，焊接性不好；），含钼和铬都较高，焊接性不好；50年年代代

2、：苏苏联联开开发发含含稳稳定定元元素素钛钛的的双双相相不不锈锈钢钢，德德、法法、英英、日日等等国国也相继开发出双相不锈钢；也相继开发出双相不锈钢；60年年代代：瑞瑞典典开开发发出出最最具具代代表表性性的的第第一一代代双双相相不不锈锈钢钢超超低低碳碳（0.03%）双相不锈钢，双相不锈钢，3RE60钢，使焊接接头塑性、韧性和耐腐蚀性显著改善。钢，使焊接接头塑性、韧性和耐腐蚀性显著改善。2.1 2.1 双相不锈钢的发展概况双相不锈钢的发展概况第二张，PPT共七十二页，创作于2022年6月 7070年年代代：开开发发出出第第二二代代双双相相不不锈锈钢钢，即即在在超超低低碳碳的的基基础础上上含含氮氮双双

3、相相不不锈锈钢钢，并并含含有有钼钼、铜铜、硅硅等等耐耐蚀蚀性性元元素素。包包括括18Cr18Cr型型、22Cr22Cr型型及及25Cr25Cr型型，如瑞典开发的如瑞典开发的SAF2205SAF2205等。等。8080年年代代：研研发发的的超超级级双双相相不不锈锈钢钢（SuperDSSSuperDSS）为为第第三三代代双双相相不不锈锈钢钢，含含碳碳量量低低（c0.010.02%c0.010.02%）、高高钼钼（Mo4%Mo4%）、高高氮氮（N0.3%N0.3%），钢钢中中铁铁素素体体含含量量4040 4545%，耐耐点点蚀蚀系系数数大大于于4040。成成功功解解决决了了Cr-NiCr-Ni奥奥氏

4、氏不不锈锈钢钢容容易易出出现现的的孔蚀、应力腐蚀、腐蚀疲劳等问题。孔蚀、应力腐蚀、腐蚀疲劳等问题。第三张，PPT共七十二页，创作于2022年6月双相不锈钢的发展历程可概括为双相不锈钢的发展历程可概括为“产量低、增速快产量低、增速快”。2002年全球双相不锈年全球双相不锈钢年产量约占不锈钢总产量的钢年产量约占不锈钢总产量的1%，但到了，但到了2009年这一比例上升到了年这一比例上升到了15%，这种高增长的原因在于：一是质量具备可靠性；二是成本具备经济性。，这种高增长的原因在于：一是质量具备可靠性；二是成本具备经济性。目前双相不锈钢被广泛应用于工业设备制造和工程项目建设。如：炼油行业中的目前双相不

5、锈钢被广泛应用于工业设备制造和工程项目建设。如：炼油行业中的催化裂化装置、加氢处理装置、油气输送管线；化工行业中的氯乙烯生产装催化裂化装置、加氢处理装置、油气输送管线；化工行业中的氯乙烯生产装置；运输行业中的海上化学品船；造纸行业中的漂白设备、建筑行业中的结置；运输行业中的海上化学品船；造纸行业中的漂白设备、建筑行业中的结构件；核电行业等。构件；核电行业等。第四张，PPT共七十二页，创作于2022年6月双相不锈钢的主要应用领域双相不锈钢的主要应用领域(1)中性氯化物环境中性氯化物环境 双相不锈钢在中性氯化物环境中应用广泛，在加工制造过程中，通常使用少量双相不锈钢在中性氯化物环境中应用广泛，在加

6、工制造过程中，通常使用少量的含有氯离子的溶液作为冷却水，从而导致普通的奥氏体不锈钢的含有氯离子的溶液作为冷却水，从而导致普通的奥氏体不锈钢(例如例如 AISI 304/316)有产生应力腐蚀的倾向，而双相不锈钢可以很好的解决这一问题，尤其适用于由有产生应力腐蚀的倾向，而双相不锈钢可以很好的解决这一问题，尤其适用于由孔蚀引起的应力腐蚀开裂的环境。衡量耐腐蚀性的好坏通常用孔蚀当量指数孔蚀引起的应力腐蚀开裂的环境。衡量耐腐蚀性的好坏通常用孔蚀当量指数 PRE=Cr%+3.3Mo%+16N%表示，其中双相不锈钢表示，其中双相不锈钢 PRE 值大于值大于 24，而奥氏体，而奥氏体 PRE 小小于于 20

7、。(2)石油和天然气工业石油和天然气工业 20 世纪世纪 80 年代以来，双相不锈钢在酸性气和油的生产中用量逐渐增多，主要年代以来，双相不锈钢在酸性气和油的生产中用量逐渐增多，主要用作生产管衬里、热交换器以及岸上和近海的管道系统等。尤其在石油和天然气用作生产管衬里、热交换器以及岸上和近海的管道系统等。尤其在石油和天然气的生产中，双相不锈钢多数面临的主要是酸性环境，即含有大量的生产中，双相不锈钢多数面临的主要是酸性环境，即含有大量 Cl,CO2和一些和一些 H2S 的环境。在含的环境。在含 Cl的湿的湿 CO恶性环境中，双相不锈钢是一种理想材料的首选，可耐恶性环境中，双相不锈钢是一种理想材料的首

8、选，可耐高流速的磨损腐蚀，比加缓蚀剂的碳素钢及不锈钢更能抵抗高流速的磨损腐蚀，并用于高流速的磨损腐蚀，比加缓蚀剂的碳素钢及不锈钢更能抵抗高流速的磨损腐蚀，并用于井上管道系统，可以减少大量的材料重量。井上管道系统，可以减少大量的材料重量。第五张，PPT共七十二页，创作于2022年6月(3)海水环境海水环境 海水是自然环境中腐蚀性最强的一种介质，尤其在金属表面粘附着微生物薄膜时海水是自然环境中腐蚀性最强的一种介质，尤其在金属表面粘附着微生物薄膜时将产生腐蚀电位增加，同时也增加了孔蚀和缝隙腐蚀的倾向。就热海水而言，目前将产生腐蚀电位增加，同时也增加了孔蚀和缝隙腐蚀的倾向。就热海水而言，目前大多使用超

9、级双相不锈钢，例如，用大多使用超级双相不锈钢，例如，用 SAF2507 超级双相不锈钢制造的海水交换器，使用超级双相不锈钢制造的海水交换器，使用 3 年未发现腐蚀，而钛管由于不耐年未发现腐蚀，而钛管由于不耐 F腐蚀，只能用腐蚀，只能用 3 个月。个月。(4)纸浆和造纸工业纸浆和造纸工业 双相不锈钢在纸浆和造纸工业中的发展应用中已经有双相不锈钢在纸浆和造纸工业中的发展应用中已经有 40 多年的历史了，多年的历史了，3RE60双向不锈钢最早就是在这一领域起步应用的。除双向不锈钢最早就是在这一领域起步应用的。除 3RE60 钢外，其它双相钢外，其它双相不锈钢如不锈钢如UR45N(SAF2205)、U

10、R47N(00Cr25Ni6.5Mo3N)、UR52N+(00Cr25Ni6.5Mo3.5CuN)等都应用在各工业领域。由于双相不锈钢具有优秀等都应用在各工业领域。由于双相不锈钢具有优秀的力学性能，以及耐磨损腐蚀、耐应力腐蚀以及耐疲劳腐蚀性能好等特长，所以在制造纸浆和的力学性能，以及耐磨损腐蚀、耐应力腐蚀以及耐疲劳腐蚀性能好等特长，所以在制造纸浆和工业用的造纸木屑预蒸器、造纸压力滚筒、连续式和间歇式纸浆蒸煮器和回收设备中都取得了工业用的造纸木屑预蒸器、造纸压力滚筒、连续式和间歇式纸浆蒸煮器和回收设备中都取得了良好的应用效果。良好的应用效果。第六张，PPT共七十二页，创作于2022年6月(5)化

11、肥工业化肥工业 尿素工业也是最早使用双相不锈钢的部门之一，其装置中含氯离子水的热交换设备使用尿素工业也是最早使用双相不锈钢的部门之一，其装置中含氯离子水的热交换设备使用得较多，例如尿素装置中得较多，例如尿素装置中 CO2压缩机三段冷却器原先使用压缩机三段冷却器原先使用 304L 奥氏体不锈钢管束，奥氏体不锈钢管束，l 个月后即因应力腐蚀破裂而导致泄漏，而双相不锈钢可用个月后即因应力腐蚀破裂而导致泄漏，而双相不锈钢可用 5 年以上，随后一、年以上，随后一、二段冷却器也都换用了二段冷却器也都换用了 185Mo 或或 SAF2205 双相不锈钢。由于双相不锈钢在尿素介双相不锈钢。由于双相不锈钢在尿素

12、介质中有良好的抗腐蚀疲劳性能，很适合用于制造尿素生产的关键设备质中有良好的抗腐蚀疲劳性能，很适合用于制造尿素生产的关键设备甲按泵泵体。国产甲按泵泵体。国产的的 00Cr25Ni6Mo2N 双向不锈钢能够通过双向不锈钢能够通过 Huey 法的晶间腐蚀倾向的检验，已用于洞庭氮肥法的晶间腐蚀倾向的检验，已用于洞庭氮肥厂（五柱塞式）、黑龙江化肥厂等大型化肥厂。国内中一些小化肥厂的甲按泵泵体基本上采用厂（五柱塞式）、黑龙江化肥厂等大型化肥厂。国内中一些小化肥厂的甲按泵泵体基本上采用 185Mo 钢制造，也有数十家采用的是高铬含铅双相不锈钢。此外这种钢的泵阀锻件通钢制造，也有数十家采用的是高铬含铅双相不锈

13、钢。此外这种钢的泵阀锻件通过了日本过了日本 JIS G0573、G0591 硝酸法和硫酸法的检验，批量出口日本，价格要比日本当地生硝酸法和硫酸法的检验，批量出口日本，价格要比日本当地生产的优惠。此外，采用国产产的优惠。此外，采用国产 0Cr25Ni6Mo3CuN 时效强化双相不锈钢，利用其优异的时效强化双相不锈钢，利用其优异的耐磨损腐蚀性能，用于加工多种规格的尿素装置主工艺管路高压截止阀的内件耐磨损腐蚀性能，用于加工多种规格的尿素装置主工艺管路高压截止阀的内件等，能起到不错的效果。等，能起到不错的效果。第七张，PPT共七十二页，创作于2022年6月(6)运输业运输业 最近几年海上化学品运输船行

14、业是国外最大的双相不锈钢用户，消费量约占热最近几年海上化学品运输船行业是国外最大的双相不锈钢用户，消费量约占热轧板的轧板的 50。化学品船装载的液体货物多种多样，包括化学和石化产品，。化学品船装载的液体货物多种多样，包括化学和石化产品，要求船舱材料既能耐腐蚀，又有较高的强度和优良的塑性。目前，要求船舱材料既能耐腐蚀，又有较高的强度和优良的塑性。目前，SAF2205 双相不锈钢已取代双相不锈钢已取代 316L和和 317L 等奥氏体不锈钢，成为海上化等奥氏体不锈钢，成为海上化学品船的首选材料。我国在这方面起步较晚，中国长江航运集团青山船学品船的首选材料。我国在这方面起步较晚，中国长江航运集团青山

15、船厂采用欧洲建造标准，使用进口的厂采用欧洲建造标准，使用进口的 SAF2205 钢板，自行制造成功第一钢板，自行制造成功第一艘艘 18500t 化学品船，钢板消耗量大约化学品船，钢板消耗量大约 1200t，已出口比利时。实现了，已出口比利时。实现了我国用双相不锈钢建造化学品船零的突破，该厂已形成规模生产能力。我国用双相不锈钢建造化学品船零的突破，该厂已形成规模生产能力。第八张，PPT共七十二页，创作于2022年6月 2.2.1 2.2.1 主要成分：主要成分：CrCr、NiNi、MoMo、N N。其中，其中，CrCr、MoMo铁素体形成元素铁素体形成元素 Ni Ni、N N 奥氏体形成元素奥氏

16、体形成元素 N N主要固溶强化元素主要固溶强化元素 Cr Cr、MoMo、NN提高耐氯化物点蚀性能提高耐氯化物点蚀性能 耐点蚀当量：耐点蚀当量：PREPREN N=(Cr)+3.3(Cr)+3.3(Mo)+16(Mo)+16(N)(N)正常含正常含MoMo双相不锈钢：双相不锈钢：PREPREN N=30=303636 超级双相不锈钢：超级双相不锈钢：PREPREN N40402.2 2.2 双相不锈钢的成分、组织和性能双相不锈钢的成分、组织和性能第九张，PPT共七十二页，创作于2022年6月根据成分和根据成分和PREPREN N值值分类：分类：低低 合合 金金 型型，23%Cr23%Cr无无M

17、oMo双双 相相 不不 锈锈 钢钢：Cr:23%Cr:23%Ni:4%Ni:4%N:0.1-0.2%N:0.1-0.2%PREPREN N=24=242525 中中合合金金型型，22%Cr22%Cr标标准准双双相相不不锈锈钢钢：Cr:22%Cr:22%Ni:5-5.5%Ni:5-5.5%Mo:3%Mo:3%N:0.14-N:0.14-0.17%0.17%PREPREN N=30=303636 高高合合金金型型，25%Cr+(0-2.5%)Cu25%Cr+(0-2.5%)Cu双双相相不不锈锈钢钢：Cr:25-27%Cr:25-27%Ni:4-7%Ni:4-7%Mo:1.5-3.3%N:0.15-

18、0.25%Mo:1.5-3.3%N:0.15-0.25%PREPREN N=32=324040 25%Cr25%Cr超级双相不锈钢：超级双相不锈钢：Cr:25-26%Ni:6-7%Cr:25-26%Ni:6-7%Mo:3.5-4%N:0.25-0.28%Mo:3.5-4%N:0.25-0.28%PRE PREN N4040第十张，PPT共七十二页，创作于2022年6月不锈钢的PREN值的比较第十一张，PPT共七十二页，创作于2022年6月 2.2.2 2.2.2 组织组织 相相（铁铁素素体体）+相相（奥奥氏氏体体）双双相相组组织织，其其中中相相与与相相的的体体积积分分数数之比（之比（/）约各占

19、）约各占50%50%。其中：铁素体其中：铁素体提供高的屈服强度、耐氯化物应力腐蚀性能；提供高的屈服强度、耐氯化物应力腐蚀性能；奥氏体奥氏体提供好的韧性和耐全腐蚀性能。提供好的韧性和耐全腐蚀性能。相含量过高相含量过高引起脆化；引起脆化；相含量过高相含量过高降低耐应力腐蚀性能。降低耐应力腐蚀性能。2.2.3 2.2.3 性能性能 1)1)具有良好的耐氯化物应力腐蚀的能力；具有良好的耐氯化物应力腐蚀的能力；2)2)具有良好的抗点蚀和缝隙腐蚀性能，优于奥氏体不锈钢；具有良好的抗点蚀和缝隙腐蚀性能，优于奥氏体不锈钢；3)3)有良好的耐腐蚀疲劳和耐磨损腐蚀性能；有良好的耐腐蚀疲劳和耐磨损腐蚀性能；第十二张

20、，PPT共七十二页，创作于2022年6月 4)4)综综合合力力学学性性能能好好。有有较较高高的的强强度度（包包括括疲疲劳劳强强度度），屈屈服服强强度度是普通是普通Cr-NiCr-Ni奥氏体不锈钢的奥氏体不锈钢的2 2倍；倍；5)5)焊焊接接性性好好，热热裂裂倾倾向向小小。一一般般不不需需要要焊焊前前预预热热和和焊焊后后热热处处理理，可可与与18-18-8 8型奥氏体不锈钢及碳钢进行异种钢焊接；型奥氏体不锈钢及碳钢进行异种钢焊接；6)6)低低铬铬（Cr18%Cr18%）的的双双相相不不锈锈钢钢热热加加工工温温度度范范围围比比18-818-8型型奥奥氏氏体体不不锈锈钢钢宽宽，抗抗力力小小，高高铬铬

21、（Cr25%Cr25%）的的双双相相不不锈锈钢钢热热加加工工比比18-818-8型型奥奥氏体不锈钢困难；氏体不锈钢困难；7)7)双相不锈钢比双相不锈钢比18-818-8型奥氏体不锈钢加工硬化效应大；型奥氏体不锈钢加工硬化效应大；8)8)与奥氏体不锈钢相比，双相不锈钢的热导率大，线胀系数小；与奥氏体不锈钢相比，双相不锈钢的热导率大，线胀系数小；9)9)仍仍有有高高铬铬铁铁素素体体不不锈锈钢钢的的各各种种脆脆化化倾倾向向，不不宜宜在在高高于于300C300C的的温温度下使用。若含铬量较低，脆性相析出危害性较小。度下使用。若含铬量较低，脆性相析出危害性较小。第十三张，PPT共七十二页，创作于2022

22、年6月第十四张，PPT共七十二页，创作于2022年6月第十五张，PPT共七十二页，创作于2022年6月奥奥氏氏体体-铁铁素素体体双双相相不不锈锈钢钢的的性性能能主主要要受受铁铁素素体体和和奥奥氏氏体体比比例例的的影影响响，奥奥氏氏体体和和铁铁素素体体各各占占50%50%时时，具具有有良良好好的的耐耐腐腐蚀蚀性性和和焊焊接接性性。在在平平衡衡状状态态下下，两相的比例主要由钢中的合金元素，即铬当量和镍当量来决定。两相的比例主要由钢中的合金元素，即铬当量和镍当量来决定。CrCreqeq=CrCr+MoMo+1.51.5 Si Si NiNieqeq=NiNi+3030 C+NC+N+0.50.5 M

23、nMn第十六张，PPT共七十二页，创作于2022年6月 2.3.1 2.3.1 焊缝凝固与奥氏体形成焊缝凝固与奥氏体形成 母母材材组组织织：(50%)(50%)V V相相+(50%)+(50%)V V相相，其其中中相相呈呈长长条条状状分分布布在在相基体中。相基体中。焊缝组织：焊接熔化后形成铸态组织。焊缝组织：焊接熔化后形成铸态组织。2.3 2.3 双相不锈钢的焊接冶金双相不锈钢的焊接冶金第十七张，PPT共七十二页，创作于2022年6月Fe-Cr-NiFe-Cr-Ni伪二元相图：伪二元相图：液态下凝固：液态下凝固：LL 冷却到冷却到13001300：在固态下在固态下在在晶粒边界形核和生长。晶粒边

24、界形核和生长。冷却到室温：冷却到室温：+其中，其中，相的形态和数量：相的形态和数量：化学成分化学成分 冷却速度冷却速度 基于基于TTTTTT图图：冷却速度增加：冷却速度增加相含量减少。相含量减少。在在焊焊缝缝快快速速冷冷却却条条件件下下形形成成的的相相，一一般般呈呈魏魏氏氏组组织织形形态。态。第十八张，PPT共七十二页，创作于2022年6月第十九张，PPT共七十二页，创作于2022年6月第二十张，PPT共七十二页，创作于2022年6月第二十一张，PPT共七十二页，创作于2022年6月合金元素的作用合金元素的作用：合金元素直接影响合金元素直接影响焊缝金属的金属的组成，成，Creq越大，越大，Ni

25、eq越小，越小，焊缝中奥氏体中奥氏体含量越少。含量越少。合金元素在合金元素在铁素体和奥氏体所占的比例也不一素体和奥氏体所占的比例也不一样。焊接参数的作用：接参数的作用：由于由于焊接参数影响到冷却速度，即影响到合金元素的接参数影响到冷却速度，即影响到合金元素的扩散，所以，也影响到散，所以，也影响到合金元素在两相中的分配，合金元素在两相中的分配，焊接接线能量越大，冷却速度越慢，由于能量越大，冷却速度越慢，由于扩散比散比较充分，充分，铁素体向奥氏体素体向奥氏体转变进行的就比行的就比较充分，奥氏体含量增加，合金元素在两相中的充分，奥氏体含量增加，合金元素在两相中的含量差含量差别也会拉大。也会拉大。析出

26、相的析出相的问题：析出相会影响到析出相会影响到焊缝金属中的力学性能及耐腐金属中的力学性能及耐腐蚀性。性。第二十二张，PPT共七十二页，创作于2022年6月 A.A.当焊缝成分与母材相同时：降低焊缝的冷却速度。当焊缝成分与母材相同时：降低焊缝的冷却速度。冷冷却却速速度度过过快快时时，焊焊缝缝中中相相含含量量不不足足，而而相相含含量量可可超超过过80%80%，导致焊缝韧性下降，氢脆敏感性增加。导致焊缝韧性下降，氢脆敏感性增加。B.B.当当焊焊缝缝的的冷冷却却速速度度难难以以降降低低时时，提提高高焊焊缝缝中中NiNi、MnMn、N N等等奥奥氏氏体形成元素含量，其中体形成元素含量，其中N N的作用最

27、为显著。的作用最为显著。通过焊缝通过焊缝过合金化过合金化，促使，促使相增加，使焊缝获得与母材同样的组织。相增加，使焊缝获得与母材同样的组织。N N对对转变的作用：（由转变的作用：（由TTTTTT图）图）例例如如：焊焊缝缝和和母母材材为为获获得得60%+40%60%+40%的的双双相相组组织织：要要求求焊焊缝缝0.219%N0.219%N，而母材只需，而母材只需0.141%N0.141%N。注注：焊焊缝缝中中相相体体积积分分数数一一般般推推荐荐为为22-70%22-70%。为为获获得得足足够够的的耐耐腐腐蚀蚀性性并避免氢致裂纹，并避免氢致裂纹，相最大含量应限制在相最大含量应限制在60%60%。第

28、二十三张，PPT共七十二页，创作于2022年6月焊缝室温组织预测：焊缝室温组织预测：SchaefflerSchaeffler图：图：铁素体含量的精度铁素体含量的精度4%4%DeLongDeLong图：图：铁素体含量的精度铁素体含量的精度2%2%WRC1992 WRC1992组织图组织图美国焊接研究委员会美国焊接研究委员会推荐推荐 第二十四张，PPT共七十二页，创作于2022年6月Creq=Cr%+Mo%+1.5Si%+0.5Nb%Nieq=Ni%+30C%+30N%+0.5Mn%舍夫勒组织图舍夫勒组织图 第二十五张，PPT共七十二页，创作于2022年6月Creq=Cr%+Mo%+1.5Si%+

29、0.5Nb%Nieq=Ni%+30C%+30N%+0.5Mn%德龙图第二十六张，PPT共七十二页，创作于2022年6月 2.3.2 2.3.2 热影响区的组织转变热影响区的组织转变 早早期期双双相相不不锈锈钢钢：焊焊后后HAZHAZ中中相相含含量量过过高高，甚甚至至接接近近单单相相组组织织（5%60%Fe60%时时，+双双相相的的点点蚀蚀电位处于纯电位处于纯相与纯相与纯相之间；相之间；Fe60%Fe60%时时，+双双相相的的点点蚀蚀电位与纯电位与纯相和纯相和纯相基本相同。相基本相同。注注：FeFe增增加加时时，对对应应的的CrCr、NiNi相相应应减减少。少。第六十张，PPT共七十二页，创作于

30、2022年6月 组织组织对点蚀的影响对点蚀的影响 随随着着相相含含量量的的增增加加，点点蚀蚀电电位位开开始始时时增增加加较较快快，当当相相达达到到40%40%后则基本不变。后则基本不变。注注：FeFe含含量量降降低低时时，即即合合金金含含量量提高时，点蚀电位降低。提高时，点蚀电位降低。A A：低铁系列合金（：低铁系列合金（Fe50%Fe50%）B B：高铁系列合金（：高铁系列合金（Fe=68-70%Fe=68-70%）第六十一张，PPT共七十二页，创作于2022年6月 冷却速度冷却速度对点蚀的影响对点蚀的影响 随随着着含含N N量量增增加加，点点蚀蚀电电位位提提高高，但但与与冷速有关。冷速有关

31、。N=0.13%N=0.13%时时，冷冷速速对对SCESCE影影响响显显著著。冷冷却却快快：析析出出大大量量CrCr2 2N N，SCESCE低低；冷冷却却慢：基本没有析出慢：基本没有析出CrCr2 2N N，SCESCE高。高。N=0.25%N=0.25%时时，冷冷速速快快慢慢CrCr2 2N N基基本本没没有有析出，故对析出，故对SCESCE没有影响。没有影响。结论：结论：含含N N量较低的双相钢，其点蚀电位（量较低的双相钢，其点蚀电位（SCESCE）对冷却速度很敏感，）对冷却速度很敏感，因此焊接含因此焊接含N N量较低的双相不锈钢时，要严格控制冷却速度。量较低的双相不锈钢时，要严格控制冷

32、却速度。第六十二张，PPT共七十二页，创作于2022年6月 思思考考题题：分分析析在在不不同同的的冷冷却却速速度度条条件件下下，双双相相不不锈锈钢钢的的含含N N量对量对相和相和CrCr2 2N N析出相体积分数的影响规律。析出相体积分数的影响规律。第六十三张，PPT共七十二页，创作于2022年6月 为为了了获获得得满满意意的的/比比，以以及及最最佳佳的的力力学学性性能能与与耐耐腐腐蚀蚀性性能能的的组组合合，通通常常需需要要控制两个因素：控制两个因素：因素因素1 1：焊缝化学成分：焊缝化学成分填充金属，保护气体，母材稀释率等填充金属，保护气体，母材稀释率等 因素因素2 2：接头冷却速度：接头冷

33、却速度热输入量，层间温度，材料厚度等热输入量，层间温度，材料厚度等 2.5.1 2.5.1 焊接方法的选择焊接方法的选择 无填充金属的无填充金属的TIGTIG焊焊 A.A.纯纯ArAr气体保护时：气体保护时：含含N N量较低量较低(0.130%N)(0.130%N)：相相90%90%含含N N量较高量较高(0.396%N)(0.396%N)：相相43%43%注：合适的注：合适的体积分数为体积分数为20-60%20-60%。2.5 2.5 双相不锈钢焊接工艺特点双相不锈钢焊接工艺特点第六十四张，PPT共七十二页，创作于2022年6月 B.B.Ar+NAr+N2 2混合气体保护时：混合气体保护时：

34、可通过保护气体使焊缝增可通过保护气体使焊缝增N N，以获得合适的，以获得合适的含量。含量。焊接含焊接含N N量量0.16%0.16%的一般双相钢：应在的一般双相钢：应在ArAr中加中加1.0-1.2%N1.0-1.2%N；焊接含焊接含N N量量0.25%0.25%的超级双相钢：应在的超级双相钢：应在ArAr中加中加2.0-2.5%N2.0-2.5%N。注：焊接单面焊的根部焊道时，建议采用注：焊接单面焊的根部焊道时，建议采用Ar+NAr+N2 2混合气体混合气体TIGTIG焊。焊。第六十五张，PPT共七十二页，创作于2022年6月 无填充金属的电子束焊无填充金属的电子束焊 不能通过气体向焊缝增不

35、能通过气体向焊缝增N N，只能焊接含，只能焊接含N N量高量高(0.4%N)(0.4%N)的双相钢。的双相钢。第六十六张，PPT共七十二页，创作于2022年6月 2.5.2 2.5.2 填充材料的选择填充材料的选择 在在不不加加填填充充材材料料的的TIGTIG、电电子子束束焊焊接接过过程程中中，N N元元素素的的损损失失无无法法通通过过填填充充金金属属进进行行补补充充，引引起起焊焊缝缝中中相相严严重重不不足足而而使使组组织织和和性性能能恶恶化化，因因此此，通通常常采采用有填充材料的焊接方法。用有填充材料的焊接方法。A.A.填充材料选择原则填充材料选择原则：为为保保证证焊焊态态下下焊焊缝缝组组织

36、织具具有有合合适适的的/比比，应应选选择择比比母母材材具具有有更更高高奥奥氏氏体体形形成成元元素含量的填充材料，即称为素含量的填充材料，即称为“过合金化过合金化”填充材料。填充材料。标标准准填填充充材材料料(Cr22%,Ni9%,Mo3%,N0.15%)(Cr22%,Ni9%,Mo3%,N0.15%)：用用于于焊焊接接23%Cr23%Cr无无MoMo双双相相钢钢、22%Cr22%Cr标准双相钢；标准双相钢；超超级级双双相相钢钢填填充充材材料料(Cr25%,Ni9%,Mo4%,N0.25%)(Cr25%,Ni9%,Mo4%,N0.25%)：用用于于焊焊接接22%Cr22%Cr以以及及合合金金元元

37、素较高的双相钢。素较高的双相钢。第六十七张，PPT共七十二页，创作于2022年6月 2.5.3 2.5.3 焊接热过程的控制焊接热过程的控制 焊焊接接热热输输入入、层层间间温温度度、预预热热、材材料料厚厚度度等等，都都影影响响焊焊接接时时的的冷冷却却速速度度，从从而而影影响响焊焊缝缝(WM)(WM)、热影响区、热影响区(HAZ)(HAZ)的组织与性能。的组织与性能。冷速太快：冷速太快：相过多，过多，CrCr2 2N N析出相增加；析出相增加；冷速太慢：晶粒严重粗大，甚至析出脆性的金属间化合物如冷速太慢：晶粒严重粗大，甚至析出脆性的金属间化合物如相；相；故，冷却速度要合适。故，冷却速度要合适。第

38、六十八张，PPT共七十二页，创作于2022年6月 2.5.4 2.5.4 焊后热处理的制定焊后热处理的制定 A.A.确定的原则：确定的原则：双相不锈钢焊后最好不进行热处理；双相不锈钢焊后最好不进行热处理；焊态下焊态下相超出合适范围或析出相超出合适范围或析出相等有害相，可用焊后热处理来改善相等有害相，可用焊后热处理来改善。B.B.热处理方法：热处理方法：退火后紧接水淬。退火后紧接水淬。要求：加热速度尽可能快；要求：加热速度尽可能快；保温时间保温时间5-30min5-30min；惰性气体保护，防止严重氧化。惰性气体保护，防止严重氧化。*23%Cr *23%Cr无无MoMo、22%Cr22%Cr双相钢：双相钢：1050-11001050-1100 *25%*25%钢、超级双相钢：钢、超级双相钢：1070-11201070-1120第六十九张，PPT共七十二页，创作于2022年6月 谢谢 谢谢！Many thanks for your kindly attention!第七十张，PPT共七十二页，创作于2022年6月第七十一张，PPT共七十二页，创作于2022年6月感感谢谢大大家家观观看看第七十二张，PPT共七十二页，创作于2022年6月