双相不锈钢的焊接性及其焊接材料
2205双相不锈钢的性能及焊接工艺
2205双相不锈钢的性能及焊接工艺双相不锈钢2205是第二代双相不锈钢，也称为标准双相不锈钢，成分特点是超低碳、含氮。
2205双相不锈钢是目前应用最为普遍的双相不锈钢，该钢具有高强度、高抗疲劳强度、低温韧性、耐孔腐蚀性、对应力裂纹不敏感等优点，广泛应用于海洋工程、化学工程领域的大型容器、管道。
2205双相不锈钢与奥氏体不锈钢相比具有较好的力学性能、耐蚀性及价格优势。
菲律宾马利万斯电厂的海水淡化系统管道采用的就是2205双相不锈钢。
1.2 2205双相不锈钢化学成分2205双相不锈钢与最初的双相不锈钢相比，进一步提高氮的含量，增强在氯离子浓度较高的酸性介质中的耐应力腐蚀和抗点腐蚀性能。
氮是强烈的奥氏体形成元素，加入到双相不锈钢钟，既提高钢的强度且不明显损伤钢的韧性，又能延缓和抑制碳化物的析出，使其焊接性能得到了大大的改善。
1.3 2205双相不锈钢的组织特点2205双相不锈钢在室温下固溶体中奥氏体和铁素体约各占半数，兼有两相组织特征。
它保留了铁素体不锈钢导热系数小、耐点蚀、缝隙及氯化物应力腐蚀的特点、又具有奥氏体不锈钢韧性好、脆性转变温度较低、抗晶间腐蚀、力学性能和焊接性能好的优点。
1.4影响焊接性因素分析（1）冷却速度的影响2205双相不锈钢在正常供货状态下大约具有50”％的铁素体和大约50％的奥氏体，但经过焊接后，接头刚凝固时的组织为单相铁素体，奥氏体是在接头温度低于1300℃后由铁素体逆变为奥氏体产生的。
它的数量除了与化学成份有关外，主要取决于冷却速度，冷却速度对γ相数量影响很大(见图1)，快速冷却焊缝的组织中α相的比例可能会超过80％，致焊缝韧性下降，氢脆敏感性增加。
（2）氮含量的影响早期的双相不锈钢没有得到普及，主要原因之一就是热影响区中铁素体含量过高。
2205双相不锈钢通过Creq/Nieq的控制，特别是氮含量的提高，保证热影响区有足够的奥氏体以维持必要的相平衡，从而使焊接性能得到改善，2205双相不锈钢采用Ar+N2混合气体作为钨极氩弧焊的保护气体，通过改变混合气体中N2的分压来影响焊缝中的含氮量。
双相不锈钢2205及焊接技术
双相不锈钢2205及焊接技术双相不锈钢2205双相不锈钢2205由瑞典AvestaPolarit公司生产,商业牌号是2205CodePlusTow,已纳入ASTM和ASME的A240和A480中,UNS编号为S32205,属于第二代双相不锈钢。
2205CodePlusTow与UNS编号为S31803的同种双相不锈钢2205有所不同,它提高了氮含量的下限,并通过有害金属相析出测试。
2205CodePlusTow具有更高的强度、耐蚀性和焊后冶金稳定性,焊接接头易于获得平衡的两相组织,高氮含量更有效抑制有害金属相的析出,这对焊接是非常有利的。
1 材料特性1.1 成分特点第二代双相不锈钢一般称为标准双相不锈钢,成分特点是超低碳、含氮,其典型成分为22%Cr+5%Ni+0.17%N(见表1)。
与第一代双相不锈钢相比,2205进一步提高氮含量,增强在氯离子浓度较高的酸性介质中的耐应力腐蚀和抗点蚀性能。
氮是强烈的奥氏体形成元素,加入到双相不锈钢中,既提高钢的强度且不显著损伤钢的塑韧性,又能抑制碳化物析出和延缓σ相形成。
1.2 组织特点双相不锈钢在室温下固溶体中奥氏体和铁素体约各占半数(双相不锈钢2205铁素体含量应为30%～55%,典型值是45%左右),兼有两相组织特征,见图1。
它保留了铁素体不锈钢导热系数大、线膨胀系数小、耐点蚀、缝隙及氯化物应力腐蚀的特点;又具有奥氏体不锈钢韧性好、脆性转变温度较低、抗晶间腐蚀、力学性能和焊接性能好的优点。
图1 2205DSS 板材典型显微组织1.3 性能特点在性能上的突出表现是屈服强度高和耐应力腐蚀。
双相不锈钢比奥氏体不锈钢的屈服强度高近1倍,同样的压力等级条件下,可以节约材料。
比奥氏体不锈钢的线性热膨胀系数低,与低碳钢接近。
使得双相不锈钢与碳钢的连接较为合适,这有很大的工程意义。
锻压及冷冲成型性不如奥氏体不锈钢。
双相不锈钢2205的机械性能见表2。
2 焊接性双相不锈钢2205具有良好的焊接性,焊接冷裂纹和热裂纹的敏感性都较小。
双相钢的焊接
1、焊接性分析
1.4线能量和层间温度
在焊接双相钢时 ,线能量的选择应非常慎重
一方面 ,因为高温时 N在 α相中的溶解度增加 ,冷却速度过快时 ,溶解度 下降而形成氮化物 Cr- N,虽然少量的 Cr- N对焊缝性能影响不大 ,但如果 它们处于接近表面的晶粒中时就必然因 Cr与N的结合而引起局部的贫铬 现象 ,其耐腐蚀性能将下降 ,因此线能量不宜用得太小 ,特别是厚壁容器 散热快 ,更应注意 另一方面 ,如果线能量太大 ,会形成金属间沉淀相 ,铁素体可 能会出现 σ、п、λ相等转变 ,接头的塑韧性大大下降。
控制值
线能量 0 . 2～ 1 . 5k J/mm 层间温度宜控制在 1 50℃以下
休息时间……
主要内容
1、焊接性分析 2、焊接工艺 3、焊接工艺评定及试验
2、焊接工艺
2.1一般准则 焊接工艺重点使在“红热”温度范围的停留时间最短 焊前清理（灰尘，油污，油脂，油漆和任何形式 的水份） 接头设计保证焊透，避免未熔合．（保证焊接区厚度或间 隙均匀） 预热－不推荐（均匀加热到95℃去除湿气） 热输入与层间温度（焊接性分析中已描述，可以考虑焊后 急冷）
2、焊接工艺
2.1 一般准则 焊后热处理（不需进行消应力热处理，可进行固溶处理1050～1100＋水淬） 相平衡（通常认为铁素体的含量≧25%时，性能优越） 异种钢的焊接 与其他双相钢焊接，采用Ni含量比母材高的双相钢填充焊丝 与奥氏体钢焊接，低碳和Mo含量介于二者间的奥氏体不锈钢填充焊丝 与碳钢，低合金钢的焊接可使用E309L 2.2 GTAW 设备(直流正接，电极2%钍钨极．将电极研磨成顶角为30到60度) 填充金属（Ni约比母材高2%～4%,N含量略低） 保护（Ar+2%N2,避免O2,CO2,H2．在启弧前和收弧后均要进行保护） 工艺参数 避免采用焊接技巧弥补坡口缺陷． 在焊接区内启弧 根部焊道最好采用间断焊 焊炬保值垂直
S32750双相不锈钢焊接工艺试验研究
S32750双相不锈钢焊接工艺试验研究一、引言双相不锈钢是一种性能优异的材料，被广泛应用于化工、海洋工程、石油和天然气工业等领域。
S32750双相不锈钢具有良好的耐腐蚀性和强度，因此在许多领域都有着重要的应用价值。
S32750双相不锈钢的焊接工艺一直是研究的热点之一，因为焊接过程中易产生焊接裂纹和热影响区软化等问题，严重影响了焊接接头的性能。
本文旨在通过焊接工艺试验研究，得出S32750双相不锈钢的最佳焊接工艺参数，提高焊接接头的质量和性能。
二、S32750双相不锈钢的特点及焊接工艺难点S32750双相不锈钢具有较高的强度和韧性，具有优异的耐蚀性和耐热性，因此在高温、高压、腐蚀性环境下有着广泛的应用。
S32750双相不锈钢的焊接工艺存在一些难点，主要包括以下几点：1. 焊接裂纹：在焊接S32750双相不锈钢时，容易出现热裂纹、固态相变裂纹和冷裂纹等裂纹缺陷，严重影响焊接接头的质量和性能。
2. 热影响区软化：S32750双相不锈钢在焊接过程中易产生热影响区软化现象，导致焊接接头的强度和韧性降低，影响其耐久性能。
3. 残余应力：焊接后会在焊接接头和热影响区产生残余应力，如果不能有效控制残余应力，容易导致焊接接头开裂或失效。
以上问题都需要通过合理的焊接工艺来解决，因此研究S32750双相不锈钢的最佳焊接工艺参数对提高焊接接头的质量和性能至关重要。
三、S32750双相不锈钢焊接工艺试验研究1. 实验材料和设备本次焊接工艺试验研究选用了S32750双相不锈钢板材作为实验材料，板厚为8mm。
实验设备主要包括氩弧焊接机、数控火焰切割机、电气万用表、焊接试验台等。
2. 实验方案本次实验通过正交试验设计，选取焊接电流、焊接电压、焊接速度、焊接气体流量等因素，建立不同水平的试验方案，共设计了16组试验方案。
采用金相显微镜、扫描电镜等测试设备对焊缝的组织结构、断口形貌等进行分析，同时进行力学性能测试，对焊接接头的强度和韧性进行评估。
双相和超级双相钢的焊材选择
在这些焊缝上进行的腐蚀试验呈现出各异的景象（图 4 和 5）。不管用何种焊接材料，双相钢 S 31803 (1.4462) 上的所 有焊缝的临界点蚀温度（CPT）都在 35 ℃。腐蚀总是最先发生在熔合边界附近。但是，超级双相钢 S 32760 (1.4501) 上的焊缝具有不同的腐蚀表现。当用与双相钢 S 31803 (1.4462)匹配的焊接材料（Thermanit22/09）焊接，点蚀如所料 地发生在熔合区，临界温度 35 ℃，对于这种材料来说，这已经是非常高的数值。虽然 Thermanit 25/09 CuT 与超级双 相钢 S 32760 (1.4501)的化学成份匹配，但是它的经测定的 CPT 值从未超过 35 ℃，且腐蚀总是在靠近熔合边界处。
Thermanit 26/22/5，一种全奥氏体填充金属，它的腐蚀发生在熔合边界处，其 CPT 值为 45 ℃。当本文付梓时， Thermanit Nimo C 24 的焊缝上进行的腐蚀试验显示即使在 65 ℃时也未发生任何点蚀现象。目前还不太清楚， Thermanit 26/22/5 和 Thermanit Nimo C 24 在超级双相钢 S 32760 (1.4501)上取得的优异的耐腐蚀性能是否来自于在熔 合边界处析出的抗腐蚀沉淀物。然而正如前文所述，这些焊缝的塑性都有明显下降。
[3] Arit, N.; Heimann, W.; Ladwein, T.; Michel, E.: Performance of nickel-alloy weldments in a high nitrogen superaustenitic stainless steel in oxidizing chloride environments. Thyssen Edelstahl Technische Berichte 17 (1), (1991), pp. 16-23.
双相钢的特性以及焊接要点
双相钢的特性以及焊接要点中国石化集团南京化学工业有限公司化机厂尤广伟董安霞摘要：随着双相钢在化工、石化加工、造纸、海上作业等行业的广泛应用，南化机厂近年来也承制了很多双相钢材料的设备，包括换热器、反应釜、塔器等。
同时，我们在工作过程中对双相钢焊接性的了解与焊接工艺参数的摸索与控制方面也积累了一点经验，本文进行了简要说明。
关键词：双相钢；特性；焊接一双相钢简介由于现代工业技术的发展，传统的奥氏体不锈钢经常遭到晶间腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀等局部腐蚀的破坏，双相不锈钢在上述腐蚀类型中表现出了某些优越性。
在铁基固溶体组织中铁素体相与奥氏体相约各占一半，但最少相的含量必须达到30%以上的钢称双相不锈钢。
奥氏体接头有良好的塑性和韧性，但是导热性能差，线膨胀系数大，焊接应力和变形都比较大；普通铁素体不锈钢导热性能和线膨胀系数都小于奥氏体不锈钢，并且有较高的强度及耐氯离子应力腐蚀性能，但是塑性较差，并存在475℃脆化和δ相析出脆化以及高温晶粒粗化脆化现象。
双相钢的开发正是集中了奥氏体和铁素体的优点并最大限度地减少了两相的缺点。
性能最好的双相钢成分是铁素体的含量在60%-40%，奥氏体的含量在40%-60%之间，任何一种机体的大幅度减少都会造成双相钢的性能减弱。
二双相钢的化学成分和性能（一）双相钢力学性能及影响因素双相钢力学性能的影响因素主要有合金元素、晶粒度以及相比例等。
由表二中可以看出：双相不锈钢的屈服强度是奥氏体不锈钢的2～3倍，SAF2507钢的屈服强度比其他双相不锈钢的高原因在于氮元素的强化作用。
而在奥氏体不锈钢的内部晶粒之间有更多的滑移面，所以它的延伸率明显高于双相不锈钢。
在双相钢中的主要合金元素Cr、 Ni、 Mo、 N等对钢的各项性能都起到了很重要的作用。
1 化学成分（见表二）：钢的抗点蚀和缝隙腐蚀能力主要由Cr、Mo和Ni元素含量决定，用来衡量这种抗腐蚀性能的指数就是PREN 值（抗点蚀当量），PREN=Cr%+3.3Mo%+16N%。
S32750双相不锈钢焊接工艺试验研究
S32750双相不锈钢焊接工艺试验研究S32750双相不锈钢是一种具有优良耐蚀性和强度的不锈钢材料，广泛应用于化工、海洋工程、石油和天然气开采等领域。
由于其特殊的化学成分和组织结构，S32750双相不锈钢的焊接工艺一直是工程技术中的难点之一。
本文旨在通过对S32750双相不锈钢焊接工艺的试验研究，探讨其焊接特性、影响因素和优化方法，为工程实践提供参考。
一、S32750双相不锈钢的特性及应用S32750双相不锈钢是一种具有超高强度和耐蚀性的不锈钢材料，其主要成分包括铬、镍、钼、氮和铁等元素，具有较高的抗拉强度和良好的耐蚀性，广泛应用于化工设备、海洋工程、石油和天然气开采等领域。
二、S32750双相不锈钢焊接工艺的难点S32750双相不锈钢的焊接工艺一直是工程技术中的难点之一，主要表现在以下几个方面：1. 焊接变形和裂纹：S32750双相不锈钢具有较高的强度和硬度，容易在焊接过程中产生变形和裂纹。
2. 焊接气孔和夹杂：S32750双相不锈钢的氮含量较高，易在焊接过程中产生气孔和夹杂。
3. 金相组织不稳定：S32750双相不锈钢在焊接后易出现相变和析出相，影响焊缝和热影响区的性能。
三、S32750双相不锈钢焊接工艺试验研究为了解决S32750双相不锈钢焊接工艺中的难点，我们进行了一系列的焊接工艺试验研究，主要包括焊接材料的选择、焊接工艺参数的优化和焊接接头的设计等方面。
3. 焊接接头的设计针对S32750双相不锈钢的特性和难点，我们设计了不同类型的焊接接头结构，包括对接接头、搭接接头和角接头等。
通过对不同接头结构的试验比对，找到了适合S32750双相不锈钢的焊接接头结构。
四、S32750双相不锈钢焊接工艺试验研究的结果与分析通过焊接工艺试验研究，我们得到了一系列关于S32750双相不锈钢焊接工艺的重要结果和分析：1. 焊接材料的选择：选择了适合S32750双相不锈钢的焊接材料，包括焊条、焊丝和焊剂等。
双相不锈钢焊接知识
4)综合力学性能好。有较高的强度（包括疲劳强度），屈服强度 是普通Cr-Ni奥氏体不锈钢的2倍；
5)焊接性好，热裂倾向小。一般不需要焊前预热和焊后热处理，
可与18-8型奥氏体不锈钢及碳钢进行异种钢焊接； 6) 低铬（ωCr18%）的双相不锈钢热加工温度范围比 18-8 型奥氏
例如：700℃下冷速为70℃/s时， 含N量0.130%的钢，HAZ中α含量达85%； 含N量0.396%的钢，HAZ中α含量仅43%。仍能保持满意的
力学性能和耐腐蚀性能。
Φ（α）为85%
Φ（α）为43%
不同N含量双相不锈钢的HAZ组织
结论： 含 N 量较高的双相不锈钢采用低热输入的焊接
工艺，不会对HAZ 组织产生不良影响，且无需进行焊后固 溶退火处理。
σ相析出 双相不锈钢焊接接头有析出σ相脆化的可能,σ相是铬和铁的金属间化合 物,它的形成温度范围600~1 000℃。不同钢种形成σ相的温度不同,如 00Cr18Ni5Mo3Si2钢在800~900℃,而双相不锈钢00Cr25Ni7Mo3CuN在 750~900℃形成, 850℃最敏感。形成σ相需经一定的时间，一般1~2min萌生， 3~5min σ相增多并长大，因此，焊接时应采用小热量输入,快速冷却。消除 应力处理时,采用较低的温度,如550~600℃为宜。这样可以防止σ相的产生。
根据成分和PREN值分类： ⑴ 低 合 金 型 ， 23%Cr 无 Mo 双 相 不 锈 钢 ： Cr:23% Ni:4% N:0.1-0.2% Mo:3% N:0.14-0.17% PREN=24～25 PREN=30～36 ⑵ 中 合 金 型 ， 22%Cr 标 准 双 相 不 锈 钢 ： Cr:22% Ni:5-5.5% ⑶ 高 合 金 型 ， 25%Cr+(0-2.5%)Cu 双 相 不 锈 钢 ： Cr:25-27% Ni:4-7% Mo:1.5-3.3% N:0.15-0.25% PREN=32～40 ⑷ 25%Cr超级双相不锈钢：Cr:25-26% Ni:6-7% Mo:3.5-4% N:0.25-0.28% PREN>40
2205+Q235B双相不锈钢复合板的焊接工艺
2205+Q235B不锈钢复合板的焊接工艺规程一、焊接工艺的选择1、覆层焊接工艺的选择双相不锈钢2205 具有良好的焊接性，但双相不锈钢2205 中具有较高的铁素体，当拘束度较大及焊缝金属含氢量较高时，存在焊接氢致裂纹的危险，因此，焊接材料选择与焊接过程中应严格控制氢的来源，选用钨极惰性气体保护焊的方法进行双相不锈钢2205 的焊接，其特点是焊接质量优良。
为了平衡焊缝金属中的相比例，应选择比母材2205 具有更高奥氏体形成元素的填充材料，通常是增加焊丝中Ni 和N 的含量，因此，根据母材2205 的化学成分，确定选用ER2209 焊丝，直径2.0mm。
双相不锈钢复板2205和焊丝ER2209化学成分见表1。
2、基层焊接工艺的选择基层材料为Q235B,焊接方式及焊材可选用多种方式，如选用焊条 J422 或J427，埋弧焊焊丝 H08A 焊剂 HJ431，氩弧焊：焊丝H08Mn2Si，CO2保护焊H08Mn2Si。
焊接基层焊道不得触及和熔化复材，先焊基材时，其焊道根部或表面，应距复合界面1-2mm。
焊缝余高应符合有关标准的规定。
3、坡口形式及尺寸的选择由于填充材料ER2209 具有更高的奥氏体形成元素含量，对优化焊缝金属中的奥氏体、铁素体的比例起着很大作用，因此应保证焊缝金属中的填充材料比例尽可能高，减少熔合比，并考虑到加工的便利及厚度较薄（2+6mm），建议采用采用V 型坡口，接头的坡口角度和间隙需较大些，无钝边，坡口形式及尺寸见表2。
坡口加工一般采用机械方法制成。
若采用等离子切割、气割等方法开制坡口，则必须去除复材表面的氧化层，加工完的坡口要进行外观检查，不得有裂纹和分层，否则应进行修补。
二、焊接操作规范（一）焊前准备1、下料1.1划线应在清洁的木板或光洁的平台上进行，加工过程中不能去除的复合钢板材料表面严禁用钢针划线或打冲印。
1.2下料时，应将不锈钢复合钢板原材料移至专用场地用等离子切割或机械切割方法下料。
S32750双相不锈钢焊接
S32750双相不锈钢焊接摘要：近年来，核电站建设得到了迅猛发展，在设计上也逐步优化改进，许多新型的材料不断应用到核电安装施工中，涉及到了这些新材料的焊接。
如双相不锈钢，因其有良好的抗晶间腐蚀和耐氯化物应力腐蚀的性能，使用到海水介质环境中的管道，安装需焊接连接。
本文通过某核电站中的S32750双相不锈钢管安装中的焊接工艺的分析和应用，阐述了S32750双相不锈钢的焊接要点，为后续核电工程的安装提供借鉴作用。
关键词：双相不锈钢；焊接性；S32750；α相；γ相；核电1、双相不锈钢简介双相不锈钢（Duplex Stainless Steel），指具有铁素体（α相）+奥氏体（γ相）双相组织，且两相组织含量基本相当，较少相的含量一般至少也要达到30%的不锈钢。
在含C较低的情况下，一般Cr含量在18%～28%，Ni含量在3%～10%，有些钢还添加有Mo、Cu、Nb、Ti、N等合金元素。
该类钢兼具了奥氏体和铁素体不锈钢的优点，保持了铁素体不锈钢的475℃脆性、导热系数高、具有超塑性、磁性、强度高等特点，也有比与奥氏体不锈钢更优良的耐腐蚀性能，特别是介质环境比较恶劣（如海水，氯离子含量较高）的条件下，双相不锈钢的抗点蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀及腐蚀疲劳性能明显优于普通的奥氏体不锈钢。
由于其特殊的优点，在某些特殊环境，得到了越来越广泛的应用。
我国新标准GB/T 20878-2007《不锈钢和耐热钢牌号及化学成分》也加入了许多双相不锈钢牌号，如： 14Cr18Ni11Si4AlTi、022Cr19Ni5Mo3Si2N、00Cr25Ni7Mo4N等。
双相不锈钢按其化学成分，可分为四类：第1类属低合金型，代表牌号UNS S32304（23Cr-4Ni-0.1N），成分中不含Mo，耐点蚀当量PREN值为24-25，在耐蚀性能可代替ASTM304或316。
第2类属中合金型，代表牌号是UNSS31803（22Cr-5Ni-3Mo-0.15N），PREN值为32-33，其耐蚀性能介于ASTM 316L和6%Mo+N奥氏体不锈钢之间。
奥氏体-铁素体双相不锈钢的焊接
奥氏体—铁素体双相不锈钢的焊接双相不锈钢是在固溶体中铁素体相和奥氏体相各约占一半，一般较少相的含量至少也需要达到30％的不锈钢.这类钢综合了奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢的优点,具有良好的韧性、强度及优良的耐抓化物应力腐蚀性能。
奥氏体一铁素体双相不锈钢的类型1.低台金型双相不锈钢00Cr23Ni4N钢是瑞典级先开发的一种低合金型的双相不锈钢，不含钼、铬和镍的含量也较低.由于钢中Cr含量23％，有很好的耐孔蚀、缝隙腐蚀和均匀腐蚀的性能,可代替308L和316L等常用奥氏体不锈钢.2.中合金型双相不锈钢典型的中合命型不锈钢有0Cr21Ni5Ti、1Cr21Ni5Ti。
这两种钢是为了节镍,分别代替0Cr18Ni9Ti和1Cr18Ni9Ti而设计的，但比后者具有更好的力学性能，尤其是强度更高。
00Cr18Ni5Mo3Si2、00Cr18Ni5Mo3Si2Nb双相不锈钢是目前合金元素含量最低、焊接性良好的耐应力腐蚀钢种,它在抓化物介质中的耐孔蚀性能同317L相当，耐中性氯化物应力腐蚀性能显著优于普通18—8型奥氏休不锈钢，具有较好的强度-韧性综合性能、冷加工工艺性能及焊接性能，适用作结构材料。
OOCr22Ni5Mo3N 属于第二代双相不锈钢,钢中加人适量的氮不仅改善了钢的耐孔蚀和耐SCC性能，而且由于奥氏体数量的提高有利于两相组织的稳定，在高温加热或焊接HAZ能确保一定数里的奥氏体存在，从而提高了焊接HAZ的耐蚀和力学性能。
这种钢焊接性良好,是目前应用最普遍的双相不锈钢材料。
3。
高合金双相不锈钢这类双相不锈钢铬的质量分数高达25%,在双相不锈钢系列中出现最早。
20世纪70年代以后发展了两相比例更加适宜的超低碳含氮双相不锈钢，除钳以外，有的牌号还加人了铜、钨等进一步提高耐腐蚀性的元素。
4.超级双相不锈钢这种类型的双相不锈钢是指PREN。
大于40，铬的质量分数为25％和钼含量高、氮含量高的钢.双相不锈钢的耐蚀性1.耐应力腐浊性能与奥氏体不锈钢相比，双相不锈钢具有强度高,对晶间腐蚀不敏感和较好的耐点腐蚀和耐缝隙腐蚀的能力，其中优良的耐应力腐蚀是开发这种钢的主要目的。
双相不锈钢的焊接
60年代：瑞典开发出最具代表性的第一代双相不锈钢——超 低碳（≤0.03%）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。
70年代：开发出第二代双相不锈钢，即在超低碳的基础上含 氮双相不锈钢，并含有钼、铜、硅等耐蚀性元素。包括18Cr型、 22Cr型及25Cr型，如瑞典开发的SAF2205等。
双相不锈钢的主要应用领域
(1)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 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 PRE 值大于 24，而奥氏体 PRE 小于 20。
这样可以防止双相不锈钢固溶处理及相和475脆性的温度范围2205双相钢及2507等超级双相钢00cr25ni7mo3cun固溶温度0251100空气氧化起皮温度相形成温度60010006001000475脆化温度30052也存在475脆性但不如铁素体不锈钢那样敏感双相不锈钢中的铁素体在300525长期保温会析出高铬475最敏感使双相钢脆化由于相析出时间较长故对一般焊接影响不大但应限制双相不锈钢的工作温度不高于250
焊缝室温组织预测： ⑴ Schaeffler图：
铁素体含量的精度±4% ⑵ DeLong图：
铁素体含量的精度±2% ⑶ WRC1992组织图
—美国焊接研究委员会 推荐
Creq=Cr%+Mo%+1.5×Si%+0.5×Nb% Nieq=Ni%+30×C%+30×N%+0. 5×Mn%
双相不锈钢优缺点和制造过程中的一些限制与要求
双相不锈钢优缺点和制造过程中的一些限制与要求首先，让我们来看一下双相不锈钢的优点。
1.耐腐蚀性能优异：双相不锈钢在广泛的酸性和碱性环境下都能够保持良好的耐腐蚀性能。
这使得它可以用于化工、石油、海洋、食品和制药等领域。
2.良好的机械性能：双相不锈钢具有较高的强度和较好的塑性，使其在高温和低温条件下都能够表现出良好的性能。
这使得它在极端工作环境下也能够保持结构的完整性。
3.优异的焊接性：相对于其他不锈钢材料，双相不锈钢具有更好的焊接性能，能够实现高效的焊接。
这使得它成为许多工业应用中的首选材料。
然而，双相不锈钢也存在一些缺点。
1.成本较高：由于制造双相不锈钢的合金成分较多，加工工艺复杂，生产成本较高。
因此，与其他不锈钢材料相比，双相不锈钢的价格较高。
2.减薄敏感性：双相不锈钢在工作过程中容易出现减薄现象，特别是在高温和高压条件下。
这可能导致材料的寿命降低，需要定期检查和维护。
接下来，我们来看一下制造双相不锈钢时的一些限制和要求。
1.合金设计：在制造双相不锈钢时，需要精确控制合金成分的比例。
不同的合金成分将影响双相结构的形成和稳定性，从而影响材料的性能。
2.加热处理：为了获得理想的双相结构，双相不锈钢需要经过特殊的加热处理。
这个过程需要严格控制加热温度和冷却速度，以确保合金的组织结构达到最佳状态。
3.严格控制工艺：双相不锈钢的生产过程需要严格控制温度、压力和速度等工艺参数。
任何一项参数的偏差都可能导致产品质量下降。
4.检测和评估：为了确保双相不锈钢的质量和性能，需要进行严格的检测和评估。
这包括化学成分分析、金相观察和力学性能测试等。
总而言之，双相不锈钢具有优异的耐腐蚀性能和机械性能，但价格较高。
在制造过程中，需要严格控制合金设计、加热处理和工艺参数，以确保产品质量和性能。
这些限制和要求将对生产成本和工艺复杂度产生影响，但也能够保证双相不锈钢的性能符合要求。
S32750双相不锈钢焊接工艺试验研究
S32750双相不锈钢焊接工艺试验研究S32750双相不锈钢是一种高硬度、高强度、高耐腐蚀性的不锈钢，广泛应用于海洋工程、石油化工等领域。
然而，双相不锈钢的焊接技术较为复杂，容易出现焊接裂纹、热影响区软化等问题，因此需要对其进行焊接工艺试验研究，以提高双相不锈钢的焊接质量和效率。
本文主要对S32750双相不锈钢的焊接工艺试验研究进行探讨。
S32750双相不锈钢具有以下特点：1. 高硬度和高强度。
S32750双相不锈钢的硬度和强度比一般不锈钢更高，具有良好的抗弯曲性和抗拉伸性。
2. 高耐腐蚀性。
S32750双相不锈钢具有优良的耐腐蚀性能，能够在酸性、碱性和海洋等恶劣环境下保持稳定的性能。
3. 焊接性能差。
S32750双相不锈钢的焊接性能较差，容易出现焊接裂纹、热影响区软化等问题。
二、焊接工艺试验研究1. 焊接方式常用的焊接方式包括氩弧焊、埋弧焊、等离子焊和激光焊等。
其中，氩弧焊和埋弧焊是较为常见的焊接方式，但由于S32750双相不锈钢高硬度、低导热性等特点，使用这两种焊接方式容易出现裂纹、氧化皮等问题。
因此，可以采用等离子焊或激光焊等高能量密度的焊接方式，以减少热影响区的面积。
2. 焊接材料选择焊接材料对焊接接头的性能和质量具有重要影响。
一般情况下，建议选择与母材相同或相近的焊接材料，以保证焊接接头具有较好的机械性能和耐腐蚀性。
另外，焊接材料的成分、化学成分和形式等要注意与母材匹配。
焊接参数是影响焊接接头质量的关键因素，包括焊接电流、焊接电压、焊接速度、预热温度等。
对于S32750双相不锈钢，需要根据其材质特点和焊接方式选择合适的焊接参数。
一般情况下，建议采用低功率、高速率的焊接方式，以减少焊接热量对母材的影响。
4. 焊接前的预处理焊接前的预处理也是影响焊接接头质量的关键因素。
在焊接前，需要对母材进行去油、去锈等处理，以提高焊接接头的清洁度和质量。
另外，对于部分需要进行弯曲等加工的双相不锈钢材料，需要在加工前先进行退火处理，以消除材料的应力和硬度，以便于后续加工和焊接。
双相钢焊接技术
双相钢焊接技术双相钢焊接技术摘要：双相钢具有奥氏体不锈钢的良好焊接性和铁素体不锈钢较高的强度、良好的抗H2S和氯化物腐蚀性能，被广泛采用。
本文结合我公司承建的神华宁煤烯烃气化装置双相钢A790UNSS的应用，论述了双相钢的焊接工艺。
1.前言A790UNS由奥氏体相和铁素体相组成，其中F-A各占50%。
它具有高强度、良好的韧性、良好的焊接性和抗点腐和氯化物腐蚀能力好等优点，被石油炼化、煤化工广泛采用。
焊接是不均匀的加热过程，双相钢在熔融状态下呈铁素体相。
随着温度的降低，发生铁素体向奥氏体转变。
如果冷却速度过快，铁素体来不及向奥氏体转变，造成铁素体含量偏高。
如果冷却速度过慢，将会引起焊接热影响区铁素体晶粒长大以及C-N化合物等有害相的析出，给焊缝冲击韧性造成影响。
因此，双相钢焊接的要点是如何控制各相所占比例。
2.双相钢焊接性A790UNSS具有良好的焊接性，焊接冷裂纹及热裂纹敏感性小。
焊前不需要预热，焊后不需要热处理。
3.双相钢焊材选用要获得合格的焊缝金属相比例，合理选用焊材是关键。
因为双相钢兼有奥氏体钢与铁素体钢的双重性能，我们依据母材金属化学成分、强度匹配来选择焊材。
但要想保证奥氏体相的比例，选择合适的化学成分是非常重要的。
A790UNSS主要化学成分如表1所示：表1化学成分(%)C 0.010Mn 1.79P 0.025S 0.001Si 0.56Cr 22.50Ni 5.70Mo 3.10N 0.16由于双相钢发生的是铁素体向奥氏体转变，为了保证双向钢中奥氏体的含量，将固奥氏体元素Ni含量高于母材。
为此，我们选用了国产金威焊材E2209-16，其主要的化学成分如表2所示：表2化学成分(%)C 0.034Mn 1.23P 0.023S 0.010Si 0.36Cr 22.93Ni 9.09Mo 3.42N 0.1144.焊接工艺评定4.1 我公司承建的气化工程双相钢规格较多，厚度范围为6.02～38mm。
双相不锈钢的焊接工艺
双相不锈钢的焊接技术及工艺要求1. 双相不锈钢的特性1.1双相钢亦称奥氏体—铁素体不锈钢，一般认为其铁素40%~60%，其余奥氏体.1.2双相金属组织具有较高的强度和抗腐蚀能力。
1.3双相钢在整个焊接过程容易形成焊缝及热影响区的相位变化。
1.4双相钢物理性能:1.4.1热传导性：碳钢—47; CrNi 钢—15；双相钢—141.4.2．热膨胀：碳钢—12; CrNi钢—17：双相钢—131.5 双相钢中铁索体含量:1.5.1 F<25％：强度下降，抵抗应力腐蚀开裂能力下降。
1.5.2 F>60—70％：降低抗点蚀能力及韧性，增强抗氢致延迟裂纹2. 焊接材料的选用2.1为了确保焊缝焊后奥氏体—铁素体比例的平衡，双相钢的焊接通常选用铬镍含量比母材略高的双相填充金属。
2.2不得采用与母体金属成分一致的焊接材料焊接或母体材料自熔焊接，否则，会造成焊缝金属的双相不平衡，从而导致金属镍过量稀释、铁素体含量过高。
2.3需采用高一级的焊材,应用奥氏体元素（Ni, N）来超合金化。
如母材为2205双相不锈钢的焊接材料一般选用焊材成分为“2309”的牌号。
2.4两种双相不锈钢同种钢焊接的焊丝与焊条见表：(仅供参考)3. 坡口的设计和加工3.1双相钢对接接头坡口的设计、加工应满足焊缝充分焊透又不能烧穿的要求，坡口的设计应避免小角度。
3.2双相钢的焊接都应开坡口、留间隙、加填充金属焊接，禁止焊缝自熔焊接和同材质填充材料焊接。
3.3双相钢焊接时钢水的流动性和润湿性比一般奥氏体钢差，所以，双相钢坡口角度比一般奥氏体钢的坡口角度要大一些，建议手工焊接一般坡口角度30o ~35o ,机械焊接坡口角度一般为35o ~40o .3.4双相钢焊缝坡口一般采用等离子切割+软质砂轮打磨的加工方法加工成形。
双相钢典型坡口形式及匹配焊接方法见下例图示。
焊接方法：SMAW 、FCAW 焊接方法：SAW 焊接方法：FCAW 、FCAW+ SAW 、 FCAW+ SMAW5≤t ≤20mm 5≤t ≤20mm 5≤t ≤20mmA=2.0-2.5 mm B=4~6mm A=4-6 mm B=1.5-2.0mm B=1.5~2.0mm3.5双相钢与CCS异种钢的对接焊缝坡口型式根据双相钢而定。
2205双相不锈钢复合钢板的焊接
中国石油集团的下属单位海南福山油田计量站集输管道工程建设中,设计单位在站场设计中使用了很多的新材料。
最有代表性的是2205双相不锈钢复合钢板在容器中的使用。
容器用钢板主要规格为: (3+12)m m、(3+16)mm、(3+20)m m的2205+16MnR不锈钢复合钢板。
海南福山油田计量站是中石化集团河南油田生产压力容器的专业厂家,具有A R2、A R3的容器生产和施工资质。
但是对2205双相不锈钢复合钢板的使用还是第一次,即常说的三新产品生产新材料、新技术、新工艺。
我就容器生产着重对使用(3+16)m m/2205+16MnR 不锈钢复合钢板的容器焊接过程做介绍。
12205双相不锈钢复合钢板的简介1.1性能特点2205双相不锈钢复合钢板是以双相不锈钢为复层的复合钢板。
其基层选用了16MnR钢板,这种钢板强度和刚度好,价格便宜;复层选用2205双相不锈钢板来满足耐腐蚀性,是在奥氏体不锈钢的基础上提高铬的含量及加入其他铁素体形成元素而形成的一种优良的不锈钢,在固溶组织中铁素体与奥氏体相的体积各占50%左右。
双相不锈钢具有良好的韧性、强度和可焊接性。
由于钢中Cr与Ni 的当量比值适当,在高温加热后仍然保留有较大的又可使二次奥氏体组织在冷却中生成,结果钢中奥氏体相当量不低30%-40%,因而具有良好的耐腐蚀性。
双相不锈钢比奥氏体不锈钢的屈服强度高近1倍,同样的压力等级条件下,可以节约材料。
热膨胀系数低,与低碳钢接近,使双相不锈钢与碳钢的连接较为合适,其使用性能优良。
与奥氏体不锈钢相比,双相不锈钢具有导热性能好的优点,因此不会产生很大的残余应力,具有更高的抵抗热裂纹的能力,故双相不锈钢可以采用大线能量焊接,最大的层间温度在150℃。
具有良好的焊接性,焊接冷裂纹和热裂纹的敏感性都小。
通常焊前不预热,焊后不热处理,由于有较高的氧含量,热影响区的单相铁素体化倾向较小。
焊接的主要问题不在焊缝,而在热影响区,因为在焊接热循环作用下,热影响区处于快冷非平衡态,冷却后总要保留更多的铁素体,从而增大了腐蚀倾向和氢致裂纹的敏感性。
2205双相不锈钢焊接、热处理、金相分析论文
1 前言双相不锈钢发展应用开始于20世纪30年代，至今已发展了三代双相不锈钢。
第一代双相不锈钢：(1) 以美国在20世纪40年代开发的AISI329钢为代表，含高Cr、Mo，耐局部腐蚀性能好，但含碳量较高（C≤0.10%），焊接后其接头耐腐蚀性和韧性都较差，使钢在应用上受到限制，只适用于铸锻件。
(2) 日本在美国329钢基础上降低了含碳量，开发了SUS329J1钢，可作为焊接用钢。
(3) 60年代中期，瑞典开发了著名的3RE60钢，特点是超低碳，含Cr量为18%。
焊接及成型性能良好，使之成为第一代双相不锈钢的代表钢种。
第二代双相不锈钢：(1) 20世纪80年代瑞典先开发了不含Mo的超低碳型双相不锈钢。
代表钢种为SAF2304钢。
(2) 而后在第一代双相钢的基础上开发了含氮的超低碳型双相不锈钢。
典型钢种是瑞典开发的SAF2205钢，使双相钢应用范围很广。
第三代双相不锈钢：(1) 20世纪50年代后期发展了超级双相不锈钢，其特点是含碳量低（≤0.03%）含Mo、N量高（Mo约为4%，N约为0.3%）；钢中铁素体含量达到40~45%；具有优良的抗点蚀能力，其PRE值大于40。
代表钢种为SAF2507钢。
双相不锈钢作为一种特殊的不锈钢材料，正在被日益广泛地应用于压力容器等相关的设备中。
双相不锈钢与奥氏体不锈钢相比，在抗晶间腐蚀、腐蚀、点蚀、间隙腐蚀，特别是抗氯化物导致的应力腐蚀开裂方面具有绝对的优势。
在石油、化工领域里应用前景非常远大。
如表1-1所示为部分双相不锈钢的牌号与化学成分[1]。
表1-1 部分双相不锈钢的牌号与化学成分数据来源：2004年2月《焊接设备与材料[J].焊接技术》2 双相不锈钢双相不锈钢系指不锈钢中既有奥氏体（α），又有铁素体（γ）组织结构的钢种，而且此二相组织要独立存在，且含量较大。
一般认为，在奥氏体基体上有≥15%铁素体或在铁素体基体上有≥15%的奥氏体，均可称为奥氏体+铁素体双相不锈钢，本文简称为双相不锈钢。
s22053双相不锈钢焊接性及焊接技术研究
2.4
8
8-12
10-15
10.2
鹄极气体保护焊厚度:12mm板对接立焊
DC EN
2.4
8
8-12
10-15
12.3
DC EN
2.4
8
8-12
10-15
10.2
DC EN
2.4
8
8-12
10-15
10.2
DC EN
2.4
8
8-12
10-15
10.2
DC EN
2.4
8
8-12
10-15
10.2
曲试验、低温冲击等试验，各项试验指标都达到了技术条件
0.49
1.08
0.002
0.024
22.25
5.74
3.16
0.15
0.05
/
ER2209
0.023
0.47
1.50
0.001
0.022
23.05
8.50
3.00
0.165
0.16
/
E2209 - 15
0.032
0.27
1.20
0.005
0.023
22.68
8.68
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1. 双相不锈钢简介 双相不锈钢组织应奥氏体A50%，铁素体F50%
，
302826 242220 1816 1412 108 6 4 2
实际二者比例60%～40%。
A
26-21
镍当量=%Ni+30×%C+0.5×%Mn
A+M
23-13 18-12-2 A+F (A1002) 19-10 E2510 29-9 E2209 A+M+F
力学性能 σS (MPa)
205～ 300 550～ 580 560～ 590 400～ 450
硬 度 δ5 (% HV ) ≥4 200 0 30 220 20 270 30 250
钢种
σb (MPa)
520～ 580 750～ 780 760～ 780 620～ 650
0Cr18Ni9
双相 钢
SAF2205 DP-3W 0Cr26Ni5 Mo2
双相不锈钢的不足之处（与奥氏体钢相比）
耐热性较低 250℃以下 锻压、冷冲 成型性不如 奥氏体钢 存在中温脆 性区σ相、 475℃脆性
1.双相不锈钢简介
评价抗局部孔蚀的能力用PREN（抗孔蚀当量指 数）表示： PREN=Cr%+3.3Mo%+16N%
钢种 化学成分（%）
C
Cr
20 18 22 25 25
Ni
10 12 5 6 7
Mo
2 3 3 4
N
0.15 0.20 0.25
PRE N 相 钢
308L 0.03 316L 0.03 2205 0.03 255 0.03 2507 0.03
1.双相不锈钢简介
不同组织不锈钢的力学性能
组织 类别 奥氏 体 热处 理状 态 固溶
SAF2205 DP-3 第 二 08X21H6M 代 2T 0Cr21Ni5Ti 第 三 代 SAF2507 DP-3W 0Cr26Ni5 Mo3
22.0 5.5 3.0 ≤0.8 ≤2.0 W=0. 25.0 6.5 3.5 4 21.0 6.5 2.0 22.0 5.8 - ≤0.8 ≤0.8 25.5 7.0 4.5 W=2. 25.0 7.0 3.0 5 26.5 5.0 3.0 ≤1.0 1.0
A-奥氏 体 F-铁素体 M-马氏 体
M
M+F
F+M
0 2 4
F
不锈钢焊缝金相组织在舍菲尔组织图中的参考位置
铬当量=%Cr+%Mo+1.5×%Si+0.5×%Nb
6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40
1.双相不锈钢简介
双相不锈钢的最大优点 对氯化物、 硫化物有优 异的抗SCC 抗点蚀、缝 隙洞穴腐蚀 能力强 比奥氏体钢 σS高近一倍 塑韧性好 线胀系数比 奥氏体钢低 接近低碳钢
2.双相不锈钢的焊接性
焊后经检验如发现有σ相和 α ′相（475℃脆性） 可用固溶处理消除。
双相不锈钢固溶处理及σ相、475℃脆性的温度范围 内容 固溶处理温度 σ相形成温度 475℃脆性 (α ′) SAF2205及 2507双相钢 等 1040℃ 700～950℃ 300～525℃ 超级双相钢 （00Cr25Ni7Mo3C uN等） 1025～1100℃ 700～1000℃ 320～550℃
西洋CHS29.9，锦泰JS312、JS2209等。
3.双相不锈钢的焊接材料
双相钢及异种金属的焊接材料
钢种 2304(Cr18) 2205(Cr22) 255(Cr25) 超级双相钢 304 316 低合金高强钢 2304(Cr18 2205(Cr22 255(Cr25) ) ) E2209 E2304 E2209 E2209 E2209 E309LMo E2209 E309LMo E2209 E309L E2209 E2209 E2510 E2510 E309LMo E2209 E309LMo E2209 E309L E2209 E2510 E2510 E2510 E309LMo E2209 E309LMo E2209 E309L 超级双相钢 E2209 E2510 E2510 E2510 E309LMo E309LMo E2209 E309L
1.双相不锈钢简介
在一些氯化物、硫化物、醋酸、甲酸等介 质的石化装置中，一般奥氏体不锈钢难以防止 应力腐蚀（SCC）、点蚀和洞穴式局部腐蚀。 双相不锈钢的研究、开发、应用经历了三代：
1.双相不锈钢简介
三代双相不锈钢的部分牌号及化学成分（%）
钢牌号 第 一 代 3RE60 Uranus50 国别 瑞典 芬兰 瑞典 日本 俄国 中国 瑞典 日本 中国 C 0.03 0.04 0.03 0.03 ≤0.08 0.06 0.03 0.03 0.05 Cr 18.5 21.5 Ni M o Si 1.7 Mn 2.0 N 0.1 4 0.2 0 0.3 0 0.3 2 其他 Cu=1.0 ～2.0 Cu=0.2 ～ 0.8 Ti=5(C %～ 0.02) Cu=0.5 Cu=0.8 4.9 2.7 6.5 1.5
固溶
1.双相不锈钢简介
双相不锈钢的冶炼要求高，采用真空脱碳 （VOD）和氩气脱碳（AOD），价贵产量小， 约占世界不锈钢产量的1%，1990年2.4万吨， 1999年11万吨，2002年约20万吨。 中国双相不锈钢上世纪60年代开始研究，分 Cr18、Cr22、Cr25三种，产量大约2000吨， 2001年用量约4000吨，有1/2随工程进口。
2.双相不锈钢的焊接性
双相不锈钢的焊接性兼顾了奥氏体钢和铁素体 钢各自的优点，削弱了各自的不足。
双相不锈钢的焊接性 热裂纹敏 感性低于 奥氏体钢 因 F≈50% 可打乱A 结晶方向 氢致冷裂 低于低合 金钢因 A≈50% 可溶氢 存在脆性区 σ相（700～ 950℃） 475℃脆性 （α ′相）工 作温度低于 250℃ 焊接HAZ 快冷非平 衡多余铁 素体引起 腐蚀及脆 化
3.双相不锈钢的焊接材料
双相不锈钢的种类虽多，但工程上应用最
多的是SAF2205(00Cr22Ni5Mo3N)，约占
80%，超级双相钢
SAF2750(00Cr25Ni7Mo4N)约占13%。
配套的焊接材料多用 E2209(00Cr23Ni9Mo3N)和 E2510(00Cr25Ni10Mo4N)，国内用 E312(29-9)较多，如金桥A1002(29-9)，大