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(shuang)相不銹(xiu)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(dan)化物的(de)(de)(de)(de)析(xi)出(chu)(chu),當焊縫金(jin)(jin)屬鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)數量過多或為純鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)組織(zhi)時(shi),很容易有氮(dan)化物的(de)(de)(de)(de)析(xi)出(chu)(chu),這(zhe)是由(you)于在高(gao)溫時(shi),氮(dan)在鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)中的(de)(de)(de)(de)溶解(jie)度(du)(du)增(zeng)加,快速冷卻時(shi)溶解(jie)度(du)(du)又下降的(de)(de)(de)(de)緣(yuan)故(gu)。尤其在靠近焊縫表面(mian)的(de)(de)(de)(de)部(bu)位,由(you)于氮(dan)的(de)(de)(de)(de)損失,使鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)量增(zeng)加,氮(dan)化物更容易析(xi)出(chu)(chu),這(zhe)對焊縫金(jin)(jin)屬的(de)(de)(de)(de)耐(nai)腐蝕性有直接的(de)(de)(de)(de)影響。焊縫金(jin)(jin)屬若(ruo)是健全的(de)(de)(de)(de)兩(liang)相組織(zhi),氮(dan)化物的(de)(de)(de)(de)析(xi)出(chu)(chu)量很少。因此,為了增(zeng)加焊縫金(jin)(jin)屬的(de)(de)(de)(de)奧氏體(ti)數量,在填充金(jin)(jin)屬中提高(gao)鎳、氮(dan)元素(su)(su)是有效的(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(yu)。相(xiang)的(de)(de)(de)析(xi)(xi)出,一般說(shuo)焊接(jie)時采用較高(gao)的(de)(de)(de)熱輸(shu)(shu)(shu)入和較低的(de)(de)(de)冷(leng)卻(que)速度有(you)利(li)于(yu)奧氏(shi)體的(de)(de)(de)轉(zhuan)變,減少(shao)焊縫金(jin)屬(shu)(shu)(shu)的(de)(de)(de)鐵素(su)體量。但(dan)是熱輸(shu)(shu)(shu)人過(guo)(guo)(guo)高(gao)和冷(leng)卻(que)速度過(guo)(guo)(guo)慢(man)又會(hui)帶(dai)來金(jin)屬(shu)(shu)(shu)間相(xiang)的(de)(de)(de)析(xi)(xi)出問題。一般焊縫金(jin)屬(shu)(shu)(shu)不(bu)(bu)常(chang)發現有(you)。相(xiang)析(xi)(xi)出,但(dan)在焊接(jie)材料(liao)或熱輸(shu)(shu)(shu)人選用不(bu)(bu)合適時,也(ye)有(you)可能出現。相(xiang)。用較高(gao)鎳的(de)(de)(de)焊條25.10.4.LR焊接(jie)超(chao)(chao)級雙相(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)SAF2507時,如(ru)熱輸(shu)(shu)(shu)入過(guo)(guo)(guo)高(gao),發現有(you)σ相(xiang)的(de)(de)(de)析(xi)(xi)出(圖2-14)。這(zhe)是因(yin)為過(guo)(guo)(guo)低的(de)(de)(de)鐵素(su)體量會(hui)集(ji)中較多的(de)(de)(de)鉻、鉬等元素(su),促進金(jin)屬(shu)(shu)(shu)間相(xiang)的(de)(de)(de)析(xi)(xi)出。對超(chao)(chao)級雙相(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)而言,一般熱輸(shu)(shu)(shu)入控制(zhi)在0.5~1.5kJ/mm范圍,不(bu)(bu)超(chao)(chao)過(guo)(guo)(guo)上限,含(han)鎢(wu)和銅的(de)(de)(de)鋼(gang)不(bu)(bu)超(chao)(chao)過(guo)(guo)(guo)1.0kJ/mm時(尤其焊薄(bo)板),不(bu)(bu)會(hui)發生因(yin)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)間相(xiang)析(xi)(xi)出使(shi)韌性(xing)下降。這(zhe)說(shuo)明超(chao)(chao)級雙相(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang),尤其是含(han)鎢(wu)、銅的(de)(de)(de)超(chao)(chao)級雙相(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)對高(gao)熱輸(shu)(shu)(shu)入敏感(gan)。


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  綜上所述,為(wei)了獲得最(zui)(zui)佳的(de)(de)(de)(de)性(xing)能結果,一般必須采用足夠高(gao)的(de)(de)(de)(de)熱輸(shu)入以(yi)保證在(zai)焊縫(包括熱影響區(qu))奧(ao)氏(shi)(shi)體的(de)(de)(de)(de)再形成,通常焊縫金(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)(de)奧(ao)氏(shi)(shi)體量控(kong)制在(zai)60%~70%范圍,但是為(wei)防止析(xi)出相(xiang)(xiang)也(ye)不希(xi)望過高(gao)的(de)(de)(de)(de)熱輸(shu)人(ren),熱輸(shu)入控(kong)制在(zai)0.5~2.0kJ/mm,最(zui)(zui)高(gao)層(ceng)間(jian)溫(wen)(wen)度(du)(du)控(kong)制在(zai)150℃為(wei)好。表2-16是Sandvik推薦的(de)(de)(de)(de)三種典型雙(shuang)相(xiang)(xiang)不銹鋼和超級雙(shuang)相(xiang)(xiang)不銹鋼的(de)(de)(de)(de)焊接熱輸(shu)入。熱輸(shu)人(ren)與材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)厚度(du)(du)也(ye)有關,如(ru)對(dui)薄(bo)壁(bi)管(t=1.5mm)適宜的(de)(de)(de)(de)熱輸(shu)入是小于0.5kJ/mm,對(dui)厚壁(bi)管最(zui)(zui)好選用接近上限的(de)(de)(de)(de)熱輸(shu)人(ren)值。對(dui)于厚度(du)(du)不小于25mm的(de)(de)(de)(de)材(cai)料(liao),尤(you)其要(yao)注意層(ceng)間(jian)溫(wen)(wen)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)控(kong)制,心部的(de)(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)往(wang)往(wang)高(gao)于表面,根部的(de)(de)(de)(de)沖擊值可能會降(jiang)低。


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