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            雙相不銹鋼2205的化學成分是由22%鉻,2.5%鉬及4.5%鎳氮合金構成的復式不銹鋼。它具有高強度、良好的沖擊韌性以及良好的整體和局部的抗應力腐蝕能力等性能特點。氮是一種強奧氏體形成元素。在雙相不銹鋼中加入氮不僅提高了鋼的強度,而且對鋼的塑性和韌性沒有明顯的損傷,而且抑制了碳化物的析出和延遲。

        雙相不銹鋼2

            組織特征:溫室中固體溶液中的奧氏體和鐵素體占每個的約一半,具有雙相組織特征。它保留了鐵素體不銹鋼的導體數量少、抗點蝕、裂紋和氯化物應力腐蝕等特點。具有韌性好、脆性轉變溫度低、抗晶間腐蝕、力學性能和焊接性好等優點。


            兩相不銹鋼的屈服強度和抗應力腐蝕性能幾乎是奧氏體不銹鋼屈服強度的1倍,在相同的壓力等級條件下可以節省材料。奧氏體不銹鋼的線膨脹系數低于奧氏體不銹鋼,接近于低碳鋼。使雙相不銹鋼與碳鋼的連接更加合適,具有重要的工程意義。鍛造和冷沖壓都不如奧氏體不銹鋼。


            焊接性:雙相不銹鋼2205具有良好的焊接性,焊接冷、熱裂紋敏感性小。通常焊前不預熱,焊后不熱處理。由于氮含量高,熱影響區的單相鐵素體傾向小,合理選擇焊接材料時,此時控制焊接線能量,具有良好的綜合性能。


            熱裂紋:熱裂紋敏感性遠低于奧氏體不銹鋼。這是因為鎳含量不高,易形成低熔點共晶的雜質很低,低熔點液膜不易產生。此外,高溫下不存在谷物快速生長的危險。


            熱影響區的脆化:雙相不銹鋼焊接的主要問題不是焊縫,而是在熱影響區內。由于熱影響區在焊接熱循環作用下處于快速冷卻的非平衡狀態,冷卻后總是保留較多的鐵素體,增加了腐蝕傾向和氫致裂紋(脆性)敏感性。


            焊接冶金:在雙相不銹鋼的焊接過程中,在熱循環作用下,在焊縫金屬和熱影響區的微觀結構中發生了一系列的變化。高溫下,雙相不銹鋼的金相組織均為鐵素體,冷卻過程中奧氏體析出。奧氏體析出的數量受多種因素的影響。


            雙相不銹鋼焊接接頭的力學性能和耐蝕性取決于能否保持合適的焊接接頭比例。因此,圍繞如何保證雙面結構進行焊接。當鐵素體和奧氏體量接近50%時,性能良好,基材的性能彼此接近。改變這種關系將降低雙相不銹鋼焊接接頭的耐蝕性和力學性能。2205雙相不銹鋼鐵素體含量為45%,鐵素體含量低于25%時,強度和應力腐蝕開裂能力下降,過量鐵素體含量大于75%也會影響耐蝕性,降低沖擊韌性。


            對比因素:焊接接頭中鐵素體和奧氏體的平衡不僅受鋼中合金元素含量的影響,還受填充金屬、焊接熱循環和保護氣體的影響。


            合金元素的影響:根據研究和大量實驗發現,基體材料氮是非常重要的。氮在保證焊后焊縫金屬和熱影響區形成足夠的奧氏體中起著重要作用。氮(如鎳)形成奧氏體值并膨脹奧氏體元素,但氮的能力也大于鎳的能力,這可以防止焊接后單相的出現,并防止有害金屬相的沉淀。由于焊接熱循環的影響,自熔焊或填充金屬成分與母材成分相同時,焊縫金屬鐵素體含量急劇增加,甚至出現純鐵素體組織。為了抑制焊縫中鐵素體的過度增加,具有主要奧氏體的焊接金屬是雙相不銹鋼的焊接傾向。通常,這兩種方法是增加焊接材料中的鎳或氮。通常,鎳含量比基體金屬高2%至4%,例如,2205填充金屬的鎳含量高達8%至10%。含氮釬料比只能提高鎳釬料的效果,但氮的加入不僅可以延緩金屬間的析出,而且可以提高焊縫金屬的強度和耐蝕性。目前,填充材料通常在增加鎳的基礎上,然后加入具有相同含量的基礎金屬的氮。


            雙相不銹鋼2205,采用Sandvik 22.8.3L(ER2209)焊絲進行TIG焊,采用Avesta 2205AC/DC焊條進行TIG焊,以滿足焊接材料的要求。雙相不銹鋼2205和合金元素上的焊接材料的這些特點為焊接工藝參數的選擇提供了一定的范圍,即焊接線能量,這對焊接非常有利。


            熱循環:雙相不銹鋼焊接的特點是焊接熱循環對焊接接頭的結構有影響。無論是焊縫還是熱膜星形區,都會發生相變,這對焊接接頭的性能有很大的影響。因此,多層多道焊是有益的,后續的焊縫對前焊縫具有熱處理作用,焊縫金屬中的鐵素體進一步轉化為奧氏體,與焊縫相鄰的熱影響區的奧氏體相也增加,可以細化鐵素體晶粒,減少碳化物和氮化物從晶體和晶界析出,從而顯著提高了整個焊接接頭的組織和性能。由于焊接熱循環的影響,與介質接觸的焊道應采用雙相不銹鋼焊接,這與奧氏體不銹鋼焊接順序的要求相反。


            工藝參數的影響: 焊接工藝的數量,即焊接線能量,對兩相微觀結構的平衡也起著關鍵作用.由于雙相不銹鋼在高溫下是100%的鐵素體,如果線能量太小,熱影響區冷卻速度太快,則在溫室過冷條件下,奧氏體析出的過多鐵素體將繼續存在。如果線能量太大并且冷卻速度太慢,盡管可以獲得足夠量的奧氏體,但它還將導致熱影響區中鐵素體的晶粒生長和有害金屬相的沉淀等于0,從而導致接頭脆化。為了避免上述情況,措施是控制焊縫能量和層間溫度,并使用填充金屬。


            保護氣體的影響:鎢極氬弧焊時,可在氬氣中加入2%的氮氣,防止由于擴散導致焊縫表面失去氮,有利于鐵素體與奧氏體之間的平衡。


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