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(yi)、奧(ao)氏體不銹鋼的焊(han)接(jie)
1. 奧(ao)氏體不銹(xiu)鋼(gang)的概述
奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)代表了整個(ge)不(bu)銹鋼(gang)(gang)系(xi)列中(zhong)(zhong)最大(da)的(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)(yi)個(ge)類別(bie)，生產的(de)(de)(de)(de)噸位高(gao)(gao)于其(qi)(qi)他任何(he)一(yi)(yi)(yi)種類別(bie)。它們(men)在絕大(da)多(duo)數環境中(zhong)(zhong)具(ju)有(you)(you)良好的(de)(de)(de)(de)耐腐(fu)蝕性。奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)具(ju)有(you)(you)和(he)低(di)碳鋼(gang)(gang)相(xiang)當的(de)(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)度(du)(du)，室(shi)溫(wen)時最低(di)屈服(fu)強(qiang)(qiang)度(du)(du)約為(wei)210MPa（30ksi），然而不(bu)能(neng)相(xiang)變強(qiang)(qiang)化。由于這類鋼(gang)(gang)低(di)溫(wen)沖(chong)擊韌度(du)(du)好而可(ke)用(yong)于低(di)溫(wen)工作環境。其(qi)(qi)高(gao)(gao)溫(wen)工作溫(wen)度(du)(du)可(ke)達760℃或者更高(gao)(gao)，但是(shi)(shi)大(da)部分(fen)鋼(gang)(gang)在這么高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)溫(wen)度(du)(du)下強(qiang)(qiang)度(du)(du)和(he)抗氧化能(neng)力是(shi)(shi)有(you)(you)限的(de)(de)(de)(de)。奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)可(ke)以通過冷作硬化而有(you)(you)效地強(qiang)(qiang)化。它們(men)經(jing)常(chang)(chang)用(yong)于要(yao)求(qiu)有(you)(you)很(hen)耐大(da)氣腐(fu)蝕或耐高(gao)(gao)溫(wen)腐(fu)蝕能(neng)力的(de)(de)(de)(de)工作場合。只要(yao)按照正確的(de)(de)(de)(de)工藝規范施焊(han)，這類鋼(gang)(gang)都是(shi)(shi)可(ke)以焊(han)接的(de)(de)(de)(de)。在這類鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)添加(jia)大(da)量的(de)(de)(de)(de)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)形(xing)成(cheng)元素，特別(bie)是(shi)(shi)鎳(nie)(nie)（一(yi)(yi)(yi)般w（Cr）=8%），其(qi)(qi)他的(de)(de)(de)(de)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)形(xing)成(cheng)元素是(shi)(shi)C、N和(he)Cu。碳和(he)氮(dan)是(shi)(shi)強(qiang)(qiang)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)形(xing)成(cheng)元素，這可(ke)以從(cong)鎳(nie)(nie)當量公式中(zhong)(zhong)各(ge)系(xi)數值可(ke)看(kan)出：Nieq=Ni+35C+20N+0.25Cu，加(jia)碳是(shi)(shi)為(wei)了改進高(gao)(gao)溫(wen)強(qiang)(qiang)度(du)(du)（蠕(ru)變強(qiang)(qiang)度(du)(du)）。在某些(xie)鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)加(jia)入(ru)氮(dan)主要(yao)是(shi)(shi)為(wei)了改進室(shi)溫(wen)強(qiang)(qiang)度(du)(du)和(he)低(di)溫(wen)強(qiang)(qiang)度(du)(du)，有(you)(you)時可(ke)以提高(gao)(gao)一(yi)(yi)(yi)倍多(duo)，用(yong)氮(dan)強(qiang)(qiang)化的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)經(jing)常(chang)(chang)在它們(men)的(de)(de)(de)(de)AISI 300系(xi)列型(xing)號后面標注一(yi)(yi)(yi)個(ge)后綴N，如304LN。AISI 200系(xi)列（如201）也是(shi)(shi)氮(dan)強(qiang)(qiang)化鋼(gang)(gang)，經(jing)常(chang)(chang)使用(yong)各(ge)種商(shang)業名稱，例如：Nitronic.
奧氏體(ti)不銹鋼一般具(ju)有較(jiao)好(hao)(hao)的(de)韌度和延性(xing)，在拉伸加(jia)載時(shi)顯(xian)示出很高(gao)的(de)斷后伸長率。由于(yu)鋼中合(he)金含量(liang)較(jiao)高(gao)，所以比(bi)(bi)馬氏體(ti)不銹鋼、低鉻和中鉻鐵素(su)體(ti)不銹鋼要貴。盡(jin)管鋼本身(shen)價格高(gao)，但(dan)提(ti)供(gong)了(le)突出的(de)工程制(zhi)造方(fang)面的(de)優點，特別是(shi)良(liang)好(hao)(hao)成(cheng)形性(xing)和焊接性(xing)，因而(er)和其(qi)他類的(de)不銹鋼比(bi)(bi)較(jiao)，經常降低了(le)總的(de)成(cheng)本。奧氏體(ti)不銹鋼雖然有很多(duo)種類，但(dan)300系列是(shi)最老的(de)也是(shi)應用最廣的(de)。這類鋼大部(bu)分是(shi)在18Cr-8Ni系的(de)基礎上加(jia)入合(he)金元素(su)或(huo)者是(shi)進行(xing)變(bian)質，而(er)得到獨特的(de)性(xing)能(neng)(neng)或(huo)者使性(xing)能(neng)(neng)更完(wan)備。
304型不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)是(shi)這個系列鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)基(ji)礎，加上(shang)304L代表了最常選用(yong)(yong)的(de)(de)(de)奧氏體不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)。在(zai)316型不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)中用(yong)(yong)質(zhi)量分(fen)數大約(yue)2%的(de)(de)(de)仩替(ti)代等量的(de)(de)(de)鉻(ge)以(yi)(yi)改善耐點(dian)蝕(shi)能力(li)。在(zai)穩(wen)定化(hua)的(de)(de)(de)321和347鋼(gang)(gang)中分(fen)別(bie)少(shao)量的(de)(de)(de)鈦和鈮(ni)，它(ta)們和碳(tan)結合(he)以(yi)(yi)減少(shao)由(you)于(yu)析(xi)出富鉻(ge)碳(tan)化(hua)物而引起的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)間(jian)腐蝕(shi)。在(zai)上(shang)世(shi)紀60年代普遍使(shi)用(yong)(yong)L類鋼(gang)(gang)，這是(shi)由(you)于(yu)利用(yong)(yong)AOD（氬-氧脫碳(tan)）方法熔煉，降低了標(biao)準型（非低碳(tan)鋼(gang)(gang)）和低碳(tan)型不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)之間(jian)的(de)(de)(de)價格差(cha)別(bie)。這類低碳(tan)型號(hao)不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)（304L，316L）已(yi)經廣(guang)泛用(yong)(yong)于(yu)受到晶(jing)(jing)間(jian)侵蝕(shi)和晶(jing)(jing)間(jian)應(ying)力(li)腐蝕(shi)的(de)(de)(de)工作(zuo)場合(he)。
如ASTM A312中(zhong)(zhong)，最廣泛使(shi)用(yong)的(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)材(cai)304、316、321和347以及它(ta)們的(de)(de)(de)變種(zhong)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)都是18-8類(lei)型，含有的(de)(de)(de)名(ming)義成分（質量(liang)分數(shu)(shu)）是18%鉻和8%鎳。L類(lei)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)代(dai)表低碳類(lei)的(de)(de)(de)變種(zhong)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)，其(qi)(qi)名(ming)義碳的(de)(de)(de)質量(liang)分數(shu)(shu)是0.03%。這類(lei)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)提高(gao)(gao)了(le)在腐蝕環境(jing)中(zhong)(zhong)對晶間侵蝕的(de)(de)(de)耐力。H類(lei)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)碳的(de)(de)(de)質量(liang)分數(shu)(shu)接近于(yu)0.1%，其(qi)(qi)高(gao)(gao)溫強度(du)比(bi)標準鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)及L類(lei)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)高(gao)(gao)，因(yin)而用(yong)于(yu)高(gao)(gao)溫場合。N類(lei)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)是在300系(xi)列鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)中(zhong)(zhong)有意加(jia)入質量(liang)分數(shu)(shu)高(gao)(gao)達0.20%的(de)(de)(de)氮(dan)(dan)(dan)（300N，316N）碳在含錳的(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)里(li)氮(dan)(dan)(dan)的(de)(de)(de)加(jia)入量(liang)更高(gao)(gao)（錳增(zeng)加(jia)氮(dan)(dan)(dan)在奧氏體相中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)溶解(jie)度(du)）。較高(gao)(gao)的(de)(de)(de)氮(dan)(dan)(dan)含量(liang)可以增(zeng)加(jia)奧氏體不銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)強度(du)、抗(kang)磨損和耐點蝕能力。
含有(you)(you)鈦(tai)和鈮(ni)的(de)鋼(gang)如321和347型稱為穩定(ding)化鋼(gang)，因為加入這(zhe)兩種(zhong)元素穩定(ding)了碳(tan)，阻止其(qi)(qi)生成M23C6型鉻的(de)碳(tan)化物。由于(yu)鈦(tai)和鈮(ni)的(de)加入量達到1.0%（質(zhi)量分數）時可以有(you)(you)效地(di)減少基(ji)本中的(de)碳(tan)含量使(shi)富鉻碳(tan)化物的(de)析出很困(kun)難，這(zhe)就降低了敏(min)化的(de)可能性(xing)，而敏(min)化會導(dao)致在奧(ao)氏(shi)體(ti)鋼(gang)中產生晶間腐蝕。還有(you)(you)很多(duo)其(qi)(qi)他鋼(gang)種(zhong)，包(bao)括超級奧(ao)氏(shi)體(ti)不銹鋼(gang)。由于(yu) 這(zhe)些鋼(gang)種(zhong)獨特的(de)性(xing)能及對其(qi)(qi)焊接性(xing)的(de)特殊(shu)考慮。
2. 奧氏體不銹鋼焊(han)(han)接方(fang)法與焊(han)(han)接材料(liao)的(de)選擇
（1）焊接方法
奧氏(shi)體體不銹(xiu)(xiu)鋼具有(you)優良(liang)的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)性(xing)(xing)，幾乎所有(you)的(de)(de)(de)熔焊(han)(han)(han)方(fang)法都可用于奧氏(shi)體不銹(xiu)(xiu)鋼的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)，許(xu)多(duo)特種(zhong)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)方(fang)法，如電阻點(dian)焊(han)(han)(han)、縫焊(han)(han)(han)、閃光焊(han)(han)(han)、激(ji)光與電子(zi)束焊(han)(han)(han)、釬焊(han)(han)(han)都是可用于奧氏(shi)體不銹(xiu)(xiu)鋼，就根(gen)據(ju)具體的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)性(xing)(xing)與接(jie)(jie)頭使用性(xing)(xing)能(neng)的(de)(de)(de)要求(qiu)，合理選擇(ze)最佳的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)方(fang)法。其中焊(han)(han)(han)條電弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)、鎢(wu)極(ji)氬弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)、熔化極(ji)惰性(xing)(xing)氣體保護焊(han)(han)(han)、埋弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)是較(jiao)為經濟的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)方(fang)法。
(2) 焊(han)材選擇
對于奧氏體不銹鋼填(tian)充金屬的(de)種類(lei)(lei)，分成(cheng)三個部分，反(fan)映了AWS按焊接材料(liao)各類(lei)(lei)分別設(she)定的(de)三種標準(zhun)。其(qi)中：
a. 不銹鋼焊條(tiao)采用美國標準(zhun)AWS A5.4標準(zhun)用于焊條(tiao)（我公司焊材為GES-309，GES316L等）；
b. 不(bu)銹(xiu)鋼焊(han)(han)(han)(han)絲(si)采用(yong)美國標準(zhun)AWS A5.9、A5.22等標準(zhun)用(yong)于實心焊(han)(han)(han)(han)絲(si)和金屬粉芯焊(han)(han)(han)(han)絲(si)，氣(qi)體保護藥芯焊(han)(han)(han)(han)絲(si)（我(wo)公司焊(han)(han)(han)(han)材為(wei)GTS-309，GTS-316L等），所(suo)選焊(han)(han)(han)(han)絲(si)可用(yong)于氬(ya)弧焊(han)(han)(han)(han)、富(fu)氬(ya)混(hun)合氣(qi)體保護焊(han)(han)(han)(han)、二氧(yang)化碳氣(qi)體保護焊(han)(han)(han)(han)及埋(mai)弧焊(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)用(yong)填充材料(liao)；
c.不銹鋼埋弧焊(han)(han)主要選用氧化性弱的中性或堿性焊(han)(han)劑。
(3) 高鉬鋼焊接指南(nan)
我公司在M035項目上用的(de)奧氏體不銹鋼有316L和254SMO（ASTM A258 S31254），其中254SMO是我公司第一次(ci)焊(han)(han)接的(de)超(chao)級(ji)奧氏體不銹鋼材(cai)(cai)料(liao)，由于(yu)(yu)其使(shi)用條件(jian)嚴(yan)格（用于(yu)(yu)腐(fu)蝕性(xing)環境），材(cai)(cai)料(liao)昂(ang)貴（包(bao)括母(mu)材(cai)(cai)和焊(han)(han)材(cai)(cai)），且焊(han)(han)工不太熟(shu)悉，操作性(xing)有一定的(de)難(nan)度，因此對焊(han)(han)接時要求(qiu)注意的(de)重點列(lie)出用以指導焊(han)(han)接人員和檢驗人員。具(ju)體內容(rong)如(ru)下(xia)：
為防焊(han)接(jie)煙塵及Ar氣對焊(han)接(jie)人員的傷害，焊(han)接(jie)作業要在通風的環境(jing)中進(jin)行；
所有的(de)焊縫都(dou)應(ying)該略有余高，應(ying)該避免出現平的(de)或下凹狀(zhuang)的(de)焊縫；
焊(han)前一般不需要預熱(re)，若(ruo)環境(jing)溫(wen)度低于(yu)2℃，在距離焊(han)縫區(qu)300mm的范圍(wei)內(nei)應至(zhi)少(shao)加(jia)熱(re)到比周圍(wei)環境(jing)溫(wen)度高10℃。
層(ceng)間溫度不能大于100℃，線能量不能超過(guo)1.5KJ/mm
焊(han)(han)件(jian)表(biao)面的金屬氧化物會導致焊(han)(han)接缺陷，因此焊(han)(han)前對雜質的清(qing)(qing)理十分重要(yao)，通(tong)常清(qing)(qing)理范圍從焊(han)(han)縫(feng)處向兩側(ce)各延伸50mm，清(qing)(qing)理范圍應當包括工(gong)作坡(po)口加工(gong)的邊緣(yuan)以及空心(xin)管四(si)周(zhou)和管子內表(biao)面。注意(yi)：金屬絲刷(shua)并不能完全(quan)清(qing)(qing)理這些殘留物，用熱水沖洗或擦洗或許是一個好(hao)方法。
焊接(jie)盡可能(neng)在(zai)1G和2F位置(zhi)進行
焊接(jie)接(jie)頭設(she)計必(bi)須使打(da)底焊能很(hen)好(hao)的熔(rong)透，引弧(hu)點(dian)要(yao)在坡口內，沿坡口出現的電(dian)弧(hu)掃掠要(yao)打(da)磨干凈(jing)。每一起(qi)弧(hu)與收(shou)弧(hu)處必(bi)須打(da)磨干凈(jing)。
定位(wei)焊需要(yao)背部保護氣體，每一個接頭都必須打(da)磨；
將(jiang)焊接處(chu)不能(neng)接觸銅和(he)黃(huang)銅（由銅和(he)鋅組成的(de)銅合金），因為銅和(he)鋅的(de)加(jia)入可(ke)能(neng)導致裂紋(wen)的(de)形成。
二、鐵素體-奧氏體雙相(xiang)不銹鋼的焊接(jie)
1. 鐵素(su)體-奧氏(shi)體雙相不銹(xiu)鋼(gang)的概述
鐵(tie)素(su)(su)體(ti)-奧(ao)氏(shi)體(ti)雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)名字是來自(zi)于(yu)其(qi)室溫微觀組織(zhi)，其(qi)中(zhong)大概一(yi)半(ban)是鐵(tie)素(su)(su)體(ti)，一(yi)半(ban)是奧(ao)氏(shi)體(ti)。在(zai)20世(shi)(shi)紀(ji)30年(nian)代(dai)(dai)就知(zhi)道有(you)(you)雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)，它時(shi)快(kuai)時(shi)慢的(de)(de)(de)(de)開(kai)發過程明顯地(di)受到周期性(xing)的(de)(de)(de)(de)鎳(nie)短缺的(de)(de)(de)(de)影響。直到1982年(nian)美國(guo)《焊接(jie)手冊》也沒有(you)(you)認可(ke)雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)是不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)中(zhong)單獨的(de)(de)(de)(de)一(yi)類。在(zai)那時(shi)《焊接(jie)手冊》把(ba)較早的(de)(de)(de)(de)一(yi)種雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)-329型不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)列(lie)在(zai)奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)中(zhong)。至少有(you)(you)一(yi)家329型不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)制造(zao)(zao)商建議(yi)不(bu)要焊接(jie)這種鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)，在(zai)20世(shi)(shi)紀(ji)50年(nian)代(dai)(dai)開(kai)發的(de)(de)(de)(de)鑄造(zao)(zao)合(he)金CD4MCu焊接(jie)后很脆。從上世(shi)(shi)紀(ji)80年(nian)代(dai)(dai)初這種鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)迅速開(kai)發，在(zai)同一(yi)時(shi)期召開(kai)的(de)(de)(de)(de)一(yi)系列(lie)國(guo)際雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)會(hui)議(yi)編撰的(de)(de)(de)(de)文集中(zhong)，記錄(lu)了(le)這個開(kai)發過程。至今(jin)這種鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)已被(bei)用于(yu)廣泛領域，主(zhu)要用于(yu)要求優異耐腐蝕性(xing)的(de)(de)(de)(de)場合(he)。在(zai)這一(yi)時(shi)期，鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)焊接(jie)和耐腐蝕性(xing)有(you)(you)了(le)明顯的(de)(de)(de)(de)改(gai)善，這主(zhu)要是由于(yu)認識到氮作(zuo)為(wei)一(yi)種合(he)金元(yuan)素(su)(su)可(ke)以起關(guan)鍵(jian)作(zuo)用。
雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)是用(yong)(yong)在能(neng)充分(fen)發(fa)揮其優點，即優異的(de)(de)(de)耐腐(fu)蝕性(xing)(xing)和(he)高強度或(huo)者(zhe)二者(zhe)兼有(you)(you)的(de)(de)(de)應用(yong)(yong)場(chang)合(he)。因(yin)為它含有(you)(you)比奧氏(shi)體不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)更高的(de)(de)(de)鐵素(su)體相(xiang)成分(fen)，所(suo)以有(you)(you)高的(de)(de)(de)鐵磁性(xing)(xing)、高熱傳導性(xing)(xing)和(he)低(di)的(de)(de)(de)線脹(zhang)系(xi)數。雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)最多(duo)的(de)(de)(de)是被選用(yong)(yong)于(yu)耐腐(fu)蝕場(chang)合(he)，已經(jing)在很多(duo)可(ke)(ke)能(neng)發(fa)生應力腐(fu)蝕裂紋和(he)點蝕的(de)(de)(de)應用(yong)(yong)環(huan)境中(zhong)(zhong)代(dai)替(ti)了奧氏(shi)體不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)。它們在絕大(da)多(duo)數腐(fu)蝕場(chang)合(he)遠優于(yu)結(jie)構而(er)又具有(you)(you)相(xiang)當的(de)(de)(de)強度。譬如雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)已廣泛用(yong)(yong)于(yu)陸地和(he)海洋中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)油、氣管道(dao)。由于(yu)雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)在相(xiang)對不(bu)(bu)高的(de)(de)(de)溫(wen)度下就會(hui)形成很多(duo)脆性(xing)(xing)析出物，所(suo)以不(bu)(bu)推薦用(yong)(yong)于(yu)超過280攝氏(shi)度的(de)(de)(de)工作場(chang)合(he)。它們比奧氏(shi)體不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)貴(gui)，倒不(bu)(bu)是完全因(yin)為合(he)金(jin)元素(su)貴(gui)，而(er)主要是由于(yu)從鑄(zhu)態(tai)到最終(zhong)的(de)(de)(de)板(ban)(ban)材、薄板(ban)(ban)、管件的(de)(de)(de)加工費用(yong)(yong)貴(gui)。然而(er)它們提供了優異的(de)(de)(de)而(er)腐(fu)蝕性(xing)(xing)并可(ke)(ke)降低(di)重量，在中(zhong)(zhong)等(deng)程度侵蝕性(xing)(xing)介質中(zhong)(zhong)可(ke)(ke)能(neng)用(yong)(yong)來代(dai)替(ti)某些(xie)鎳基合(he)金(jin)，而(er)價格僅為原(yuan)來的(de)(de)(de)幾分(fen)之一。
雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)典(dian)型的屈服強度(du)大約是425MPa，和(he)奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)的210MPa比較強度(du)要(yao)高得多。因為雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)的強度(du)高，其硬度(du)也(ye)高，所以在要(yao)求耐腐蝕同時要(yao)求耐磨(mo)損(sun)的場合，這種鋼(gang)更有優(you)勢。與此同時，雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)具(ju)有良好(hao)的焊(han)接性，與鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)及奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)相(xiang)比，它(ta)既不(bu)(bu)(bu)像鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)的焊(han)接熱(re)影(ying)響區，由于晶粒(li)嚴重粗化(hua)而(er)使塑韌性大幅(fu)度(du)降低(di)，也(ye)不(bu)(bu)(bu)像奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)那樣，對焊(han)接熱(re)裂(lie)紋比較敏感。當今大多數(shu)的雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)都是有好(hao)的韌度(du)和(he)延性，然而(er)它(ta)們(men)在低(di)溫(wen)時有韌脆轉變(bian)，所以一(yi)般不(bu)(bu)(bu)適合用(yong)于低(di)溫(wen)。雙(shuang)(shuang) 不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)的工作(zuo)溫(wen)度(du)范(fan)圍一(yi)般限于-40～280攝氏度(du)。
雙相不(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)線脹系(xi)數(shu)和(he)碳鋼(gang)(gang)、低(di)合(he)金鋼(gang)(gang)接近。由(you)于(yu)這種(zhong)相似性(xing)，這種(zhong)鋼(gang)(gang)也(ye)可(ke)用(yong)于(yu)需要雙相不(bu)銹鋼(gang)(gang)和(he)碳鋼(gang)(gang)配(pei)合(he)使(shi)用(yong)的(de)(de)高壓容(rong)器類的(de)(de)結構(gou)。這種(zhong)情況下，相對于(yu)使(shi)用(yong)奧氏體不(bu)銹鋼(gang)(gang)，能減少由(you)于(yu)熱(re)膨(peng)脹不(bu)同引起(qi)的(de)(de)熱(re)應(ying)(ying)力。然而(er)由(you)于(yu)雙相不(bu)銹鋼(gang)(gang)中析(xi)出反應(ying)(ying)在較低(di)溫度下發生，因(yin)而(er)它不(bu)適宜用(yong)于(yu)需要進行消除應(ying)(ying)力熱(re)處理(li)（焊(han)后(hou)熱(re)處理(li)）的(de)(de)場合(he)。
2. 雙相不銹鋼的化學(xue)成分及組織特點
a. 化學成分(fen)
目前，國際上普遍采用的鐵(tie)素(su)體(ti)-奧(ao)氏體(ti)雙(shuang)(shuang)相(xiang)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)可(ke)為Cr18型(xing)(xing)、Cr23型(xing)(xing)、Cr22型(xing)(xing)、Cr25型(xing)(xing)四類。對于Cr25型(xing)(xing)雙(shuang)(shuang)相(xiang)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)，也有普通雙(shuang)(shuang)相(xiang)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)和超級(ji)雙(shuang)(shuang)相(xiang)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)之分，當點蝕指數PREN（PREN=w(Cr)+ 3.3w(Mo)+16 w(N)）>40時(shi)，稱為超級(ji)雙(shuang)(shuang)相(xiang)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)，
我國列(lie)入國家(jia)的鐵(tie)素體-奧氏體雙相不(bu)銹鋼主(zhu)要有Cr18與(yu)(yu)Cr25兩大類型。另(ling)外一些與(yu)(yu)國外典型材(cai)料相類似的鋼種也有生產和應用。
b. 組織特點
雙(shuang)相不(bu)銹鋼(gang)以單相δ鐵素(su)(su)體凝(ning)固結晶(jing)，當(dang)繼(ji)續冷(leng)卻時，發生δ→γ相變，隨著(zhu)溫(wen)(wen)度的(de)降低，δ→γ相變不(bu)斷(duan)進(jin)行。在平(ping)衡條件(jian)下(xia)或者非(fei)快(kuai)速冷(leng)卻的(de)情況下(xia)，部分δ鐵素(su)(su)體將保留到室溫(wen)(wen)，因此，室溫(wen)(wen)下(xia)的(de)組(zu)織為δ→γ雙(shuang)相組(zu)織。
3. 雙相不銹(xiu)鋼的焊(han)接特點(dian)
焊(han)接(jie)過(guo)程(cheng)是(shi)一(yi)個快(kuai)(kuai)速加(jia)熱(re)與(yu)快(kuai)(kuai)速冷卻的(de)(de)熱(re)循環過(guo)程(cheng)。在加(jia)熱(re)過(guo)程(cheng)中，當(dang)(dang)熱(re)影響(xiang)區的(de)(de)溫度(du)(du)超過(guo)雙(shuang)相(xiang)不銹鋼(gang)的(de)(de)固(gu)溶處理(li)溫度(du)(du)，在1150~1400℃的(de)(de)高(gao)溫狀態(tai)下，晶粒(li)將(jiang)發生(sheng)長大(da)，而且發生(sheng)γ→δ相(xiang)變(bian)(bian)，γ相(xiang)明顯(xian)減(jian)少，δ相(xiang)增多。一(yi)些鋼(gang)的(de)(de)高(gao)溫近縫(feng)區會出(chu)現晶粒(li)較(jiao)粗(cu)大(da)的(de)(de)δ鐵(tie)素(su)體組(zu)織。如果焊(han)后的(de)(de)冷卻速度(du)(du)較(jiao)快(kuai)(kuai)，將(jiang)抑制δ→γ的(de)(de)二(er)次(ci)相(xiang)變(bian)(bian)，使熱(re)影響(xiang)區的(de)(de)相(xiang)比(bi)(bi)例(li)(li)失調，當(dang)(dang)δ鐵(tie)素(su)體大(da)于70%時(shi)，二(er)次(ci)轉變(bian)(bian)的(de)(de)γ奧(ao)氏(shi)體也變(bian)(bian)成針狀和羽毛狀，具有(you)魏氏(shi)組(zu)織特征，導(dao)致力學性(xing)能和耐腐蝕性(xing)能惡化。當(dang)(dang)焊(han)后冷卻速度(du)(du)較(jiao)慢時(shi)，則(ze)δ→γ的(de)(de)二(er)次(ci)相(xiang)變(bian)(bian)比(bi)(bi)較(jiao)充(chong)分，室溫下為(wei)相(xiang)比(bi)(bi)例(li)(li)較(jiao)為(wei)合(he)適的(de)(de)雙(shuang)相(xiang)組(zu)織。因此，為(wei)防止熱(re)影響(xiang)區的(de)(de)快(kuai)(kuai)速冷卻，使δ→γ二(er)次(ci)相(xiang)變(bian)(bian)較(jiao)為(wei)充(chong)分，保證較(jiao)合(he)理(li)的(de)(de)相(xiang)比(bi)(bi)例(li)(li)，足夠的(de)(de)焊(han)接(jie)熱(re)輸(shu)入(ru)是(shi)必要(yao)的(de)(de)。隨著(zhu)母材厚度(du)(du)的(de)(de)增加(jia)，焊(han)接(jie)熱(re)輸(shu)入(ru)應(ying)適當(dang)(dang)提高(gao)。
對于雙相不銹鋼(gang)焊縫(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)，仍以(yi)單相δ鐵素(su)體凝固結晶，并隨溫度(du)(du)的(de)(de)降低發生δ→γ組(zu)(zu)織轉變。但(dan)由于其熔化(hua)(hua)(hua)-凝固-冷卻(que)相變是一(yi)個速度(du)(du)較快的(de)(de)不平衡過(guo)程，因此，焊縫(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)冷卻(que)過(guo)程中(zhong)的(de)(de)δ→γ組(zu)(zu)織轉變必然是不平衡的(de)(de)。當(dang)(dang)焊縫(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)的(de)(de)化(hua)(hua)(hua)學成分與母材成分相同(tong)，或者母材自熔時(shi)，焊縫(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)中(zhong)的(de)(de)δ相將偏高，而γ相偏低。為了保證焊縫(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)中(zhong)有足(zu)夠的(de)(de)γ相，應提高焊縫(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)化(hua)(hua)(hua)學成分的(de)(de)Ni當(dang)(dang)量，通常的(de)(de)方法是提高奧氏體化(hua)(hua)(hua)元(yuan)素(su)（Ni、N）的(de)(de)含量，因此就出現了焊縫(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)的(de)(de)超(chao)合金(jin)(jin)化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)特點。
雙相不銹鋼具有良好的(de)(de)(de)焊(han)接(jie)(jie)性，盡管其凝固結晶為單相鐵素體，但(dan)(dan)在一般的(de)(de)(de)拘(ju)(ju)束條件下，焊(han)縫(feng)金屬(shu)的(de)(de)(de)熱裂(lie)紋(wen)(wen)敏感性很(hen)小，當(dang)雙相組(zu)織的(de)(de)(de)比例適當(dang)時，其冷裂(lie)紋(wen)(wen)敏感性也較(jiao)低(di)。但(dan)(dan)應注意，雙相不銹鋼中畢竟具有較(jiao)高(gao)的(de)(de)(de)鐵素體，當(dang)拘(ju)(ju)束度較(jiao)大及焊(han)縫(feng)金屬(shu)含氫量較(jiao)高(gao)時，還存在焊(han)接(jie)(jie)氫致裂(lie)紋(wen)(wen)的(de)(de)(de)危險。因此，在焊(han)接(jie)(jie)材料選擇與焊(han)接(jie)(jie)過(guo)程中應控(kong)制氫的(de)(de)(de)來源。
另請注意：雙(shuang)相鋼(gang)與雙(shuang)相不銹鋼(gang)定(ding)義不同，雙(shuang)相鋼(gang)是(shi)指(zhi)由低碳鋼(gang)或(huo)低合金高強度鋼(gang)經臨(lin)界處理(li)或(huo)控(kong)制軋制而得到(dao)的(de)主(zhu)要由鐵素體(ti)和(he)馬(ma)氏(shi)體(ti)所組成的(de)鋼(gang)。
4. 焊接工藝方法與焊接材(cai)料
a. 焊接工藝方法
到目前為止，焊(han)(han)(han)(han)條電弧焊(han)(han)(han)(han)、鎢極氬弧焊(han)(han)(han)(han)、熔化極氣體(ti)保護焊(han)(han)(han)(han)（采用實心焊(han)(han)(han)(han)絲(si)或藥芯焊(han)(han)(han)(han)絲(si)）、甚(shen)至埋弧焊(han)(han)(han)(han)都(dou)可用于(yu)鐵素體(ti)-奧(ao)氏體(ti)雙相不銹鋼(gang)的焊(han)(han)(han)(han)接。
b. 焊接工(gong)藝方法選擇及(ji)坡口形(xing)式與(yu)尺(chi)寸
根據管、板厚度及相應的焊接(jie)工藝方(fang)法選(xuan)擇及坡口尺寸。
c. 雙相不銹鋼鋼焊接指南
我公司(si)在M021項目上(shang)用的雙相(xiang)不(bu)銹鋼為(wei)ASTM A790 S32750和S32760，且此二者皆為(wei)超級(ji)雙相(xiang)不(bu)銹鋼，所(suo)選焊(han)接方法為(wei)GTAW，所(suo)選焊(han)絲為(wei)SANDVIK 25.10.4.L。焊(han)接時的注(zhu)意與焊(han)接超級(ji)奧氏體類(lei)似，但(dan)層間溫度可控制為(wei)150攝氏度以下。
d. 不銹鋼焊接材料品牌
到目前為止，焊條(tiao)電弧焊、鎢極氬(ya)弧焊、已(yi)經在我(wo)公司進行使用，現在正在使用的焊材如下(xia)表：
