2205双相不锈钢与304奥氏体不锈钢的焊接
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。
2205双相不锈钢焊接注意事项
2205双相不锈钢焊接注意事项
哎呀呀，2205 双相不锈钢焊接可不能掉以轻心啊！这可是个技术活，稍有不慎就可能出大问题呀！
就说焊接材料的选择吧，那可得精挑细选！不能随便抓个材料就用，这就好比给战士选武器，得选趁手的才行！要保证材料的质量和性能，不然怎么能打造出坚固的焊缝呢！
还有焊接工艺参数，这可不能瞎定呀！电流、电压、焊接速度，都得根据实际情况精准调整，就像给汽车调引擎，每个零件都得配合得恰到好处！
焊接环境也至关重要啊！不能在灰尘满天飞、潮湿得能滴水的地方焊接，这可不是闹着玩的，不然会严重影响焊接质量的！
焊接过程中，要时刻留意焊缝的成型，不能马虎大意！一旦发现有缺陷，赶紧处理，千万别等问题严重了才后悔，这就跟治病一样，早发现早治疗！
而且啊，焊接完成后，检验工作不能少！别觉得麻烦，这可是保证质量的最后一道关卡，得像检查宝贝一样仔细认真！
总之啊，2205 双相不锈钢焊接注意事项一定要牢记在心，不能敷衍了事。
只有用心对待，才能保证焊接质量，让工程顺利进行呀！。
2205不锈钢的焊接工艺
2205不锈钢的焊接工艺2205不锈钢是一种新型的不锈钢材料，因为它所具有的优异的性能而被广大用户所喜爱，它在应用领域上不断地摸索前进，使得已经在其同行业有了一定的地位，既如此，它的质量问题就成为了我们比较关注的问题，质量问题的考量可以从两面入手，一个是其材质问题，另一个就是其焊接工艺方面，那么今天阐述一下其焊接有哪些工艺。
1）焊前准备采用机加工制备试板坡口，用不锈钢专用砂轮片打磨坡口及坡口两侧各30mm范围，并用丙酮清洗，以除去氧化膜、油污。
2）焊接方法一般的焊接方法，如焊条电弧焊、钨极氩弧焊和熔化极气体保护焊埋弧焊等，都可用于双相不锈钢的焊接。
3）焊材的选择对于焊条电弧焊，根据耐腐蚀性，接头韧性的要求即焊接位置，可选用酸性或碱性焊条。
4）焊接工艺参数的选择焊接线能量太大或太小都不好，一般控制在0.5～2.5kJ/cm范围，其具体大小要根据焊件厚度选择。
5）焊接熔池及背面的保护气体保护焊时保护气体中加氮可以提高焊缝的耐蚀性。
有效的背面气体保护是保证焊接质量的前提，保护气体的纯度应满足工艺要求，应采取有效的背面保护工装，开始焊接时要对焊缝背面的氧含量进行检测，满足工艺要求后才能开始焊接。
6）定位焊缝定位焊缝焊接时，如果长度过短，焊接未建立起平衡过程即结束，焊缝冷却会很快，可能导致铁素体含量过高、低韧性并因氮化物析出而降低耐腐蚀性能。
因此，如采用定位焊，对定位焊缝的最短长度应进行规定，且应采用较大热输入规范参数。
7）焊接过程材料的保护材料表面的弧击和起弧，是一个瞬间的高温过程，冷却速度很快，表面显微组织中铁素体含量很高，这种组织对裂纹和腐蚀很敏感，应尽力避免，如果产生必须用细砂轮打磨去除。
现场焊接过程中材料的保护非常重要，应避免碳钢、铜、低熔点金属或其它杂质对不锈钢的污染，可能情况下，不锈钢和碳钢管应分开存放和焊接。
焊接和切割过程中应采取措施防止飞溅、弧击、渗碳、局部过热等。
以上简单的介绍不知道您了解了没有，焊接工艺的要求还得需要焊接人员具有更加专业的焊接经验和知识才可以，在焊接的过程中，一定要对每个方面都要特别关注，以免在焊接中出现不必要的问题。
2205双相不锈钢的焊接
2205双相不锈钢的焊接不锈钢焊接易出现的缺陷：焊缝区的腐蚀：为防止其发生晶间腐蚀，首先要控制焊缝金属的化学成分。
主要是降低含碳量和添加足够的TI或NB；其次是控制焊缝隙的组织状态——即金相组织。
敏化区腐蚀：是指热影响区是峰值温度处于敏化温度区间内所发生的腐蚀。
刀状腐蚀：只出现在TI或NB类18-8的焊接接头中，并一定是发生器在紧邻焊缝过热区中。
焊接采取的措施：1.合理的选用焊材。
2.控制焊接的输入热能。
3.调整焊接程序。
4.缩短焊接电弧（焊接时尽量不要摆动防止合金元素烧损）5.合理调整焊缝位置在制定焊接参数时要考虑保证输入热在600~18000J/cm内，输入热的计算（J/cm）=电流（A）*电压（V）/焊接速度（cm/min）焊接层数焊条牌号规格D/mm电流I/A电压U/V速度Vcm/min极性1AVESTA2205AC/DC 3.2100~11023~259~11直流反接2AVESTA2205AC/DC 3.2100~11023~259~11直流反接清根AVESTA2205AC/DC 3.2100~11023~259~11直流反接根据标准节点法（ASTME562）对焊缝及执热影响区进行α相数测定。
焊接A体不锈钢与双相不锈钢的区别：不同点：焊接A不锈钢时要适当增加δ相的数量：打乱A的柱状结晶方向，从而避免产生贫Cr区贯穿于晶粒之间；δ相富Cr，而Cr在δ相中容易扩散，碳化铬在δ相内部边缘沉淀，由于供Cr条件好，不会在A晶粒间形成贫Cr层。
所以增加δ相有利于提高焊缝的抗晶间腐蚀能力。
在焊接双相不锈钢时要控制δ相的数量：由于双相不锈钢中δ相较多，如不控制其含量则会产生σ相脆化现象和δ相选择性腐蚀。
不锈钢焊接后：热影响区会出现敏化腐蚀，要控制输入热量，故最后一道焊缝要求焊接输入量要小、且安排在不与介质接触的一面。
双相不锈钢焊接后：要防止晶粒粗化和单相铁素体化。
故最后一道焊缝为了防止晶粒粗化及单相铁素体化，安排在与介质接触的一面。
2205双相不锈钢铁素体和奥氏体再结晶温度
2205双相不锈钢铁素体和奥氏体再结晶温度双相不锈钢在工业领域中扮演着非常重要的角色，而2205双相不锈钢更是其中的佼佼者。
它是一种含有22%的铬和5%的镍的不锈钢合金，具有优异的耐腐蚀性能和良好的机械性能，被广泛应用于化工、石油、造船、食品、制药等领域。
而了解2205双相不锈钢的铁素体和奥氏体再结晶温度，则更是深入理解其性能特点的关键。
1. 了解2205双相不锈钢2205双相不锈钢由铁素体和奥氏体相组成，铁素体和奥氏体的含量比例对其性能至关重要。
铁素体相能够为材料提供良好的抗腐蚀性和耐磨性，而奥氏体相则能够提高材料的强度和塑性。
了解2205双相不锈钢的铁素体和奥氏体再结晶温度，有助于控制两相含量的均衡，从而获得理想的性能。
2. 铁素体和奥氏体的再结晶温度铁素体和奥氏体的再结晶温度是指在双相不锈钢加热过程中，各相开始再结晶的温度。
通常情况下，铁素体的再结晶温度要高于奥氏体。
通过合理控制加热温度和时间，可以在不改变相比例的情况下，使双相不锈钢获得更均匀的晶粒和更好的力学性能。
3. 应用与展望了解2205双相不锈钢的铁素体和奥氏体再结晶温度，对其应用和未来发展具有重要意义。
在制造领域，可以根据不同的工艺要求、加热温度和时间，优化双相不锈钢的性能。
随着材料科学的发展，更多关于双相不锈钢再结晶温度的研究成果将不断涌现，为其性能的提升和应用的拓展提供更多可能。
（总结）2205双相不锈钢的铁素体和奥氏体再结晶温度是其性能优化的关键。
深入了解再结晶温度对材料性能的影响，有助于实现双相不锈钢的定制化性能，并推动其在各个领域的应用。
随着科学技术的不断进步，我们对双相不锈钢的认识将会更加全面，其应用领域也将得到更多的拓展。
在这篇文章中，我深入探讨了2205双相不锈钢的铁素体和奥氏体再结晶温度这一重要概念，并对其应用和未来发展进行了展望。
相信通过这篇文章的阅读，你对于这一主题已经有了更深入的了解。
希望这篇文章对你有所帮助。
2205双相不锈钢铁素体和奥氏体再结晶温度
【2205双相不锈钢铁素体和奥氏体再结晶温度】在现代工业领域，不锈钢是一种常见的金属材料，而2205双相不锈钢则是其中一种重要的类型。
而在2205双相不锈钢的生产与应用中，铁素体和奥氏体再结晶温度的研究与了解则显得至关重要。
我要明确指出，在2205双相不锈钢中，铁素体和奥氏体是两种主要的组织形态。
铁素体占主体，而奥氏体则分布其中形成明显的相界。
了解铁素体和奥氏体再结晶温度，对于优化2205双相不锈钢的热处理工艺和提高材料的性能至关重要。
针对2205双相不锈钢的铁素体和奥氏体再结晶温度，目前的研究主要分为以下几个方面：1. 实验研究通过实验手段，可以直接测定2205双相不锈钢中铁素体和奥氏体的再结晶温度。
这需要利用一些实验技术，例如差热分析、热电偶法等来进行测试。
通过实验研究，可以得到在不同条件下铁素体和奥氏体再结晶的温度范围和规律，为生产和加工提供重要依据。
2. 数值模拟除了实验研究外，数值模拟也是研究2205双相不锈钢铁素体和奥氏体再结晶温度的重要手段。
借助计算机软件，可以模拟不同条件下的材料结构与性能，进而预测铁素体和奥氏体再结晶温度，为生产实践提供理论指导。
3. 影响因素分析除了直接测定再结晶温度外，研究人员还关注各种因素对温度的影响。
例如化学成分、退火工艺、应力等因素都可能影响2205双相不锈钢的再结晶温度，通过对这些影响因素的分析，可以更全面地理解再结晶温度的形成机理。
从专业角度来看，我个人对2205双相不锈钢铁素体和奥氏体再结晶温度的理解是这样的：这是一个综合性、交叉性很强的研究课题，需要结合材料学、热力学、力学等多个学科的知识来深入探讨。
也需要紧跟材料科学领域的最新发展，结合实际应用进行探索和验证。
对于2205双相不锈钢的铁素体和奥氏体再结晶温度的研究，实验研究、数值模拟和影响因素分析是重要手段，而我个人认为跨学科的综合研究和与应用结合是未来的发展方向。
希望通过对这一主题的深入研究，能够进一步提高2205双相不锈钢的性能，推动材料科学领域的发展。
2205双相不锈钢与304奥氏体不锈钢的焊接.
换热器、反应器等设备,采用双相不锈钢能够延长设备的使用寿命,如炼油厂的换热器常常处于HCl、H 2S的腐蚀环境中,双相不锈钢制造的换热器的管板可用奥氏体不锈钢,这样既节省了资金,又能保证
结构的使用性能。
这涉及到双相不锈钢与奥氏体不锈钢异种金属的焊接问题。异种钢焊接的主要困难在于异种金属之间的物理和化学性能差异较大,在焊接过程中经常会出现合金元素的迁移、组织发生变化等现象导致接头性能变差,异种金属的热膨胀
由表3可知,接头的抗拉强度平均值为653MPa ,断裂均发生在抗拉强度较低的304奥氏体不锈钢母材侧,完全满足工程结构对接头的强度要求。因此,从接头强度角度来看,接头熔合区的组织和性
能是合格的,它不是整个焊接接头的薄弱环节。
究其原因,因为采用含高铬、镍合金元素的不锈钢焊条作填充材料,接头中的合金元素含量高于母材中的合金元素含量,合金元素起到置换或者间隙强化的作用,在拉伸过程中使位错产生钉扎,
组织中奥氏体相和铁素体相大约各占一半,兼有两相组织特征。双相不锈钢综合了奥氏体型和铁素体型不锈钢两者的优点,即奥氏体不锈钢具有的良好韧性和焊接性能,铁素体不锈钢具有的较高强度和耐氯化物应力腐蚀性能,因此,被广泛应用于天然
气和石油管道、
热交换器、压力容器和造纸工业中,其中在焊接件和焊接结构的应用尤其广泛[1]。在含有氯离子、硫化氢介质等腐蚀环境中使用的压力容
austenitic stainless steel ;dissimilar metal ;welding technology收稿日期:2009-07-13;修回日期:2010-05-17
作者简介:李燕(1984—,女,湖北襄樊人,在读硕士,主要
从事异种金属焊接的研究。0前言
双相不锈钢(Duplex Stainless Steel ,DSS的固溶
2205不锈钢 与304不锈钢 强度
2205不锈钢与304不锈钢强度不锈钢是一种具有抗氧化性能的合金材料，具有耐腐蚀、耐高温、强度高等优点，在工业生产和家庭生活中得到广泛应用。
2205不锈钢和304不锈钢是常见的两种不锈钢材料，本文将对它们的强度进行详细比较。
一、材料组成2205不锈钢是一种双相不锈钢，由约22%的铬、5%的镍、3%的钼和约70%的铁组成，还含有少量的氮和铜。
304不锈钢是一种奥氏体不锈钢，由约18%的铬和8%的镍组成，其余成分为铁。
二、强度比较1. 抗拉强度：2205不锈钢的抗拉强度通常为620至840兆帕（MPa），高于304不锈钢的515至620 MPa。
这意味着2205不锈钢对外力的抗拉能力更强。
2. 屈服强度：2205不锈钢的屈服强度一般为450至620 MPa，而304不锈钢的屈服强度为205至310 MPa。
所以当两种不锈钢材料承受相同的外力时，2205不锈钢的形变能力更强。
3. 硬度：2205不锈钢的硬度通常在217至290HB之间，而304不锈钢的硬度通常在187至225HB之间。
因此，2205不锈钢比304不锈钢更耐磨损。
4. 冲击韧性：2205不锈钢和304不锈钢的冲击韧性都很好。
由于2205不锈钢含有钼元素，其具有更好的耐腐蚀性和强度，能够在更恶劣的环境下使用。
5. 耐腐蚀性：2205不锈钢比304不锈钢具有更好的耐腐蚀性能，尤其是对于一些有机酸、无机酸和氯化物的腐蚀。
因此，在海洋环境和化学工业等领域，2205不锈钢更受青睐。
6. 焊接性能：2205不锈钢的焊接性能优于304不锈钢，因为2205不锈钢中含有较高的钼元素，可以提高其耐腐蚀性和强度，增加焊接接头的可靠性。
综上所述，虽然2205不锈钢和304不锈钢都具有较好的强度表现，但在抗拉强度、屈服强度和硬度等方面，2205不锈钢都要优于304不锈钢。
同时，2205不锈钢的耐腐蚀性能和焊接性能也更好。
因此，在某些特殊环境下，如海洋工程、化工设备等领域，人们更倾向于选择2205不锈钢材料。
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发表时间：2020-06-01T11:28:36.413Z 来源：《电力设备》2020年第4期作者：辛国庆[导读] 一、2205双相不锈钢简介（中国能源建设集团东北电力第一工程公司有限公司）一、2205双相不锈钢简介1.1 2205双相不锈钢理化性能简介双相不锈钢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。
2205双相不锈钢的焊接工艺规程
2205双相不锈钢的焊接工艺规程1 绪论随着工业技术的日益发展，一般奥氏体不锈钢难以满足应力腐蚀、点腐蚀和缝隙隧洞式腐蚀的要求。
为此，冶金工作者进行了大量研究，研制出奥氏体—铁素体型不锈钢，即双相不锈钢。
传统的奥氏体不锈钢在晶间腐蚀、应力腐蚀、点腐蚀和缝隙腐蚀等局部腐蚀方面的抗力不足，尤其是应力腐蚀引起的断裂，其危害性极大。
双相不锈钢是近二十年来开发的新钢种。
通过正确控制各合金元素比例和热处理工艺使其固溶组织中铁素体相和奥氏体相各约占50％，从而将奥氏体不锈钢所具有的优良韧性和焊接性与铁素体不锈钢所具有的较高强度和耐氯化物应力腐蚀性能结合在一起，使双相不锈钢兼有铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢的优点。
所谓双相不锈钢是在其固溶组织中铁素体相与奥氏体相约各占一半，一般量少相的含量也需要达到30%。
在含C较低的情况下，Cr含量在18%-28%，Ni含量在3%-10%。
有些钢还含有Mo、Cu、Nb、Ti，N等合金元素。
该类钢兼有奥氏体和铁素体不锈钢的特点，与铁素体相比，塑性、韧性更高，无室温脆性，耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高，同时还保持有铁素体不锈钢的475℃脆性以及导热系数高，具有超塑性等特点。
与奥氏体不锈钢相比，强度高且耐晶间副食和耐氯化物应力腐蚀有明显提高。
双相不锈钢具有优良的耐孔蚀性能，也是一种节镍不锈钢。
由于两相组织的特点，通过正确控制化学成分和热处理工艺，使双相不锈钢兼有铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢的优点，它将奥氏体不锈钢所具有的优良韧性和焊接性与铁素体不锈钢所具有的较高强度和耐氯化物应力腐蚀性能结合在一起，正是这些优越的性能使双相不锈钢作为可焊接的结构材料发展迅速，80年代以来已成为和马氏体型、奥氏体型和铁素体型不锈钢并列的一个钢类。
上世纪30年代就已在瑞典的试验室中研制出双相不锈钢（3RE60、Uranus50等），但是双相不锈钢真正产业化还是在上世纪60年代以后，其发展经历了3代历程。
1.1 我国双相不锈钢的应用双相不锈钢是根据石油化工中强酸强碱造成的局部点蚀、应力腐蚀以及孔穴式腐蚀现象，一般不锈钢难以胜任的容器、管道以及零部件等而研制的，但由于双相不锈钢除具有很强的各类抗腐蚀性能之外，还具有很好的强度和韧性，为此，在一般民用工程和能源交通方面也逐步得到越来越多的应用，如桥梁、飞机、船舶、汽车以及沿海城市和化工区的装饰建筑等。
双相不锈钢2205的焊接工艺研究
Ｋｅ ｒ ｓ Ｄｕ ｌｘＳａｎ ｔｅ ； ｒｃ ｄ ｒ ； ｅ ｔ ｙｗｏｄ ： ｐｅ ｔｉｓｅ ｌＰ ０ ｅ ｕ ｅ Ｔ ｓ
（ 审稿 ： 雪莲 编校 ： 韶虹 ） 池 张
３ ８
焊 材
ＥＲ２ ０ ２９
表 ２ 焊材 的化学成份
Ｃ Ｓ Ｍｎ Ｐ ｉ Ｓ Ｃ Ｍ Ｎ Ｃ Ｎ ｒ ｏ ｉ ｕ
００ ０５ １７ ００ ４ ０．０１ ３３ ．７ ． １ ．３ ．１ ．０９ ．２ ．８ ．２ ０ ２ ． ２６ ８ １ ０ １ ０ １
钢 的焊接 热 影 响 区 ， 由于 晶粒 严 重粗 化 而使 塑 韧性 大 幅 降低 ， 不像 奥 氏体 不 锈 钢 那 样 ， 焊 接 热 裂 又 对 纹 比较敏感 。其 焊接 的最 大特 点是 焊接 过程 中的热
化学成份
Ｃ Ｍ Ｐ ｎ
Ｓ Ｓ Ｎ Ｃ Ｍ Ｎ ｉ ｉ ｒ ０
所占比例％ ０ ２ ． ． ７ ０ ０ ． ． １ ０ ３ １ ． ． １０ ２ ０ ２ ． １０ ０ ５ ９ ２ ． ． ０１ ０ ９ ０ ０ ４ ０ ３ ０ ５ 力学性能 屈服点
供 了 一 定 的借 鉴 和 参 考 。
参 考文献 ：
［］ 莹莹 ， １张 高磊 ． 焊接 方 法对 双 相 不锈 钢 焊接 接 头 力 学性 能 的 影 响 ［． 油化 工 设 备 ，０ ６ ３ （ ）５ — ５ Ｊ石 ］ ２０ ，５ ６ ：３ ５ ［］ ２ 昊玖 ． 相 不 锈 钢 ［ ． 京 ： 双 Ｍ］ 北 冶金 工业 出版 社 ，９ ６ １９ ．
一
循 环对 焊 接接 头 组织 的影 响 ， 键 是 要使 焊 缝金 属 关 和 焊 接 热 影 响 区 均 要 保 持 有 适 量 的 奥 氏 体 和 铁 索 体 组织 。
2205双相不锈钢的焊接性能研究综述(二)
用 的研 究 情 况 。结 果 表 明 ：２ ０ 双 相 不 锈 钢 具 有 优 良的 综 合性 能 ，如 耐 腐蚀 性 、 高 抗 疲 劳 强 度 、低 温 高 韧性 、 耐 ２５ 孔蚀 性 和 对 应 力 腐 蚀 裂 纹 不 敏 感 等 。 关 键 词 ：双 相 不 锈 钢 ；焊 接 ；复 合 焊接 ；性 能
钢 焊 接 腐 蚀性 能 、残 余 应 力 、疲 劳 裂 纹 扩 展 和 ： ０ ２ ５双 相 不 ２ 锈 钢 开 发 应 用 的 研 究开 展 了系 统 的综 述 。
一
、
２０ ２ ５双 相 不 锈 钢 焊 接 耐腐 蚀 性 能研 究
在 进 行 双 相 不 锈 钢 焊 接 时 ，如 果 工 艺 控 制 不 当 ，焊 缝金 属将 有 。等 有 害相 析 出 ，将 严 重 影 响 其 耐 腐 蚀 性 能 。虽 然 目 前对 双 相 不 锈 钢 及 焊 接 接 头 的耐 腐 蚀 性 能 已有 一 定 研 究 ，但 还 不 够 深 入 ，为 了确 保 焊 接 结 构 安全 运 行 ，有 必要 对 接 头 焊 缝的耐腐蚀性能进行研究。 文 献 …在 对 采 用 钨 极 氩 弧 焊 （ Ｉ Ｔ Ｇ） 及 焊 条 电 弧 焊 （ ＭＡ ） 两 种 不 同 工 艺混 合 所获 得 的 Ｓ ２ ０ ／ ６ Ｒ Ｓ Ｗ ＡＦ ２ ５ １ Ｍｎ 复 合 板 焊 接 接 头 的组 织 与性 能研 究 的 基础 上 ，分 别 采 用 点 蚀 法 （ 即失 重 法 ）及 电化 学腐 蚀 法 对 接 头 焊 缝 的 耐 腐 蚀 性 能 进 行 评 价 ，并 与 不锈 钢 的 耐腐 蚀 性 能进 行 了对 比 。结 果 表 明 ： 在 ６ ｅ １ Ｈ２ 和 ６ ｅ ３ ＨＣ ＋ Ｏ腐 蚀 条 件 下 ， ％Ｆ Ｃ ３ ｏ ＋ ％Ｆ Ｃ１＋１ ％ ５ ｌＨ２ Ｓ Ｗ 接 头 和 Ｔ Ｇ 接 头 焊 缝 的 点腐 蚀 速 率 都 较 小 ，且 相 差 ＭＡ Ｉ
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。
双相不锈钢2205的焊接工艺
双相不锈钢2205的焊接工艺摘要：近年来铁素体-奥氏体双相不锈钢的应用不断拓展，与传统的奥氏体不锈钢相比，铁素体-奥氏体双相不锈钢既拥有优良的耐腐蚀性能又拥有良好的力学性能，在性能方面具有较为明显的优势。
针对某海水淡化装置项目应用的双相不锈钢2205板材，选定了适用的焊接材料E2209-16，并对其焊接工艺特点进行了分析，最后通过焊接工艺试验进行了有效的验证。
关键词：双相不锈钢；2205；奥氏体不锈钢；焊接；焊接工艺评定引言：铁素体-奥氏体双相不锈钢的室温微观组织含有大约一半铁素体组织和一半奥氏体组织，因此既拥有优良的耐腐蚀性能又拥有良好的力学性能，作为一种焊接性能优异的不锈钢材料，自上世纪八十年代以来得以迅速开发和不断应用。
2205是当前应用较为广泛的一种双相不锈钢，烟气脱硫、海水淡化、建筑施工等诸多领域替代奥氏体不锈钢[1]。
一、性能优势某海水淡化装置项目按照美国标准进行设计和建造，相关部件需要大量使用不锈钢材料，其中与海水接触的水箱部件采用ASTM A240 2205双相不锈钢板拼接焊制而成。
将同样采用ASTM A240标准的双相不锈钢板2205与奥氏体不锈钢板304L、316L的化学成分列于表1当中。
运用ASTM A240采纳的耐点蚀当量计算公式可对其耐腐蚀能力进行对比。
按照耐点蚀当量PRE=Cr%+3.3×Mo%+16×N%，表1种的名义化学成分取中间值计算可知，2205通过添加Mo元素，增加N元素含量，增强了耐点蚀性能，PRE值远超304L和316L，可应用于更为苛刻的腐蚀环境。
与此同时，304L和316L的抗拉强度和屈服强度均为485 MPa和170 MPa，而2205的抗拉强度和屈服强度分别为655MPa和450MPa，在相同的强度要求下，可以采用较薄的壁厚设计。
表1 2205与奥氏体不锈钢化学成分和PRE对比二、焊材选择在水箱部件拼接焊制的过程中，需要对双相不锈钢2205板材进行焊接，并且存在双相不锈钢2205板材与奥氏体不锈钢316L板材之间的焊接接头。
影响2205双相不锈钢焊接性因素的分析
钢 ， 是 一 种 典 型 的 含 Ｎ、 低 碳 、 相 ｏ＋ 不 锈 钢 。 该 它 超 双 ｒ ．
实 验 显 示 ， 着 混 合 气 体 中 Ｎ 分 压 的增 加 ， 缝 中 随 焊 氮 含 量 开 始迅 速增 加 随后 变 化 很 小 。焊 缝 中铁 素体 含 量 隧 氮含 量 的 增加 呈 线性 下 降 ，在 Ａ 气 中加 ２ ｒ ％的 Ｎ 效 果
＼
２０ ２ ５双 相 不 锈 钢 的 主要 成 分 为 ｃ 、 ｉＭｏ Ｎ。 其 中 ｒＮ 、 、 Ｃ、 ｒ Ｍｏ是 ｏ 相 形成 元 素 ， ｉ Ｎ是 稳 定 相 元 素 ， 同时 ． ｒ Ｎ、 Ｎ 又是 一个 主要 固溶强 化 元 素 。
表 １ ２０ ２ ５双 相 不 锈 钢 的 化 学 成 分 ％
耐 蚀 性 及 价 格 优 势 ， 国 内 已 大 量 使 用 。 本 文 从 实 际 应 用 的 角 度 ， 析 了影 响 该 种 材 料 焊 接 性 的 因素 。 在 分
关 键 词 ： 相 不 锈 钢 焊 接 性 两 相 比 例 双
前 言
气 体保 护 焊 ，通过 改 变混 合 气 体 中 Ｎ 分 压 来影 响 焊 缝 中
进一 步 促 进 焊缝 中奥 氏体 的生 成【。在 纯 Ａ 气 中焊接 ， ２ ＿ ｒ 焊
伽 ０ Ｏ ，当焊 ０ 率 Ｏ ０ 姗 Ｏ 姗 瑚 Ｏ 缝 金 属 的抗 拉 强 度 和 伸 ０ 明显 低 于母 材 ０ 缝 金 属 长 瑚
中氮含 量 增加 到 约 ０４ ． ％时 ，其 抗拉 强度 和 伸长 率 接近 于
图 ２ 混合 气体 中氮 分 压 与焊 缝 图 ３ 焊 缝 金 属 中 Ｗ （ 与 铁 Ｎ） 金属 中 Ｗ（ Ｎ）之 间的关 系 素 体 体积 分 数 之 间的 关 系
双相钢2205(S31803)介绍
双相不锈钢2205(00Cr22Ni5Mo3N,S31803)介绍双相不锈钢2205(00Cr22Ni5Mo3N,S31803)的化学成份%牌号C≤Mn≤P≤S≤Si≤Ni Cr Mo N2205 0.030 2.00.030.02 1.0 4.5-6.521-23 2.5-3.50.08-0.2双相不锈钢2205(00Cr22Ni5Mo3N,S31803)的机械性能牌号温度/状态屈服强度σb≥(MPa)抗拉强度σ0.2≥(MPa)伸长率δ标距2in或50mm(或4D）,≥,%2205的板70ºC/退火75 105 352205的板200ºC/退火50 902205的板400ºC/退火45 802205的板600ºC/退火40 79双相不锈钢2205的用途：用于炼油, 化肥,造纸,石油,化工等耐海水耐高温浓硝酸等的热交换器和冷淋器及器件。
双相不锈钢的主要代表牌号DSS一般可分为四类:低合金型--代表牌号是UNS S32304（23Cr-4Ni-0.1N）PREN值24～25中合金型--代表牌号是UNS S31803（22Cr-5Ni-3Mo-0.15N）,PREN 值32～ 33高合金型--标准牌号有UNS S32550（25Cr-6Ni-3Mo-2Cu-0.2N）,PREN 值38～39超级双相不锈钢型--标准牌号有UNS S32750（25Cr-7Ni-3.7Mo-0.3N）,PREN值＞40(※ PREN 耐孔蚀指数 PREN=Cr%+3.3×Mo%+16×N%)低合金型UNS S32304不含钼, 在耐应力腐蚀方面可代替AISI304或316使用.中合金型UNS S31803的耐蚀性能介于AISI 316L和6%Mo+N奥氏体不锈钢之间.高合金型,一般含25%Cr,还含有钼和氮,有的还含有铜和钨,这类钢的耐蚀性能高于22%Cr的双相不锈钢.超级双相不锈钢型,含高钼和氮,有的也含钨和铜 , 可适用于苛刻的介质条件,具有良好的耐腐蚀与力学综合性能,可与超级奥氏体不锈钢相比美.代表牌号的主要化学成分━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━双相不锈钢化学成分,%类型UNS 牌号C Cr Ni Mo Cu N低合金型S32304≤0.032340.05/0.20中合金型S31803≤0.0322 5 30.08/0.20中合金型S32205≤0.0322530.14/0.20高合金型S325500.04256320.10/0.25超级DSS S32750≤0.0325740.24/0.32━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━从表中可以看出: S 32205是由S31803派生出的钢种, 在ASTM A 240/240M-99a标准中是在1999年才纳标的,它的Cr、Mo和N元素的区间都比较窄,容易达到相的平衡(即两相约各占一半) , 改善了钢的强度,耐腐蚀性和焊接性能,多用于性能要求较高和需要焊接的材料,如油气管线等.4. 双相不锈钢的发展动向值得关注的是低合金含锰双相不锈钢的开发. 近十年来有关国家如美国,南非等研究以锰代镍双相不锈钢的开发,但除铸件外,所开发的新钢种多具有介稳的奥氏体,藉冷变形后马氏体的转变提高强度,很难作焊接件使用,也很难适应某些环境,例如会产生应力腐蚀的环境,这样使用很局限.近年瑞典开发的低锰低镍双相不锈钢则比较成熟,目标明确,为了节镍以取代用途很广的304,甚至可能代替价格与304相当,目前使用并不广的2304双相不锈钢,具有实际推广的价值,值得注意.瑞典Avesta Polarit AB开发的LDX 2101 双相不锈钢(21.5%Cr, 5%Mn, 1.5%Ni, 0.22%N), 由于提高了钢中的氮,获得了稳定的奥氏体,相的平衡与组织稳定性都较好,对金属间相的析出不敏感,在析出最敏感的温度650℃,保温10h后的冲击值才降至50J，其组织稳定性较2205钢好。
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由图 2a 可知，接钢与 304 奥氏体不锈钢的焊接
Key words：duplex stainless steel；austenitic stainless steel；dissimilar metal；welding technology
0 前言
双相不锈钢(Duplex Stainless Steel，DSS)的固溶 组织中奥氏体相和铁素体相大约各占一半，兼有两 相组织特征。双相不锈钢综合了奥氏体型和铁素体 型不锈钢两者的优点，即奥氏体不锈钢具有的良好 韧性和焊接性能，铁素体不锈钢具有的较高强度和 耐氯化物应力腐蚀性能，因此，被广泛应用于天然 气和石油管道、热交换器、压力容器和造纸工业中，
LI Yan，WANG Shao-gang，MA Qi-hui，WU Xin-qiang (College of Material Science and Technology，Nanjing University of Aeronautics and Astronautics，Nanjing 210016， China)
b 304 奥氏体不锈钢 图 3 母材组织形貌
焊缝金属区的显微组织如图 4 所示。由图 4 可 知，焊缝区组织为奥氏体＋铁素体，其中的奥氏体相 呈树枝状，奥氏体在铁素体相的晶界或晶内形成， 形成很多碎枝晶分布在铁素体基体上。双相不锈钢 的焊缝区与原始母材相比，组织中奥氏体相的体积 分数明显增加，这是由于所加填充材料中的 w(Ni) 高于双相不锈钢母材的 w(Ni)，使焊缝区的奥氏体 含量明显增加，从而在焊接熔化和快速冷却过程中 形成了有别于母材本身形态的组织。焊缝金属从熔 化状态冷却至室温时，与接头 HAZ 在高温时的转 变一样，部分铁素体会转变为奥氏体，从而形成双 相组织。两平衡相的数量和 α ／γ 比值无论是对焊缝 的抗裂纹能力，还是对焊缝的力学性能和耐腐蚀性 能都有着重要影响[3]。理想的双相不锈钢组织应为 铁素体和奥氏体各占 50％，实际上各种材料的相含 量在 30％～60％之间都属于正常[4]。在本实验中采用 网格法对焊缝组织中的 γ 相和 α 相含量进行定 量测定。测试结果表明，焊缝金属中铁素体含量约 为 44％，双相比例符合要求，因此能够使接头保持
关键词：双相不锈钢；奥氏体不锈钢；异种金属；焊接工艺
中图分类号：TG457．1
文献标识码：A
文章编号：10 01－2303(2011)01－0073－05
Welding of 2205 duplex stainless steel and 304 austenitic stainless steel
2 实验结果和分析
2．1 力学性能测试
2．1．1 接头拉伸强度
根据 GB2651－1981《焊接接头拉伸试验法》将接
头试样加工成标准的拉伸试样，然后在 CMT5105 型
电子万能试验机上进行接头拉伸试验，测试条件为：
加载速率 8 mm／min，加载载荷 10 kN，接头拉伸实
验结果如表 3 所示。为便于比较，将母材本身的抗拉
强度一并列入表 3。
表 3 接头拉伸实验结果
试样 抗拉强度σ b／MPa 延伸率δ ／％ 断裂位置
2205 母材
870
30
2205
304 母材
610
40
304
接头 A
675
38．8
304 母材
接头 B
655
38．2
304 母材
接头 C
630
38．0
304 母材
由表 3 可知，接头的抗拉强度平均值为 653 MPa， 断裂均发生在抗拉强度较低的 304 奥氏体不锈钢 母材侧，完全满足工程结构对接头的强度要求。因 此，从接头强度角度来看，接头熔合区的组织和性 能是合格的，它不是整个焊接接头的薄弱环节。究其 原因，因为采用含高铬、镍合金元素的不锈钢焊条 作填充材料，接头中的合金元素含量高于母材中的 合金元素含量，合金元素起到置换或者间隙强化的 作用，在拉伸过程中使位错产生钉扎，阻碍了位错 的运动，从而使接头具有较高的强度。并且采用多层 多道焊，在一定程度上降低了接头的残余应力，从 而获得了满意的焊接接头。 2．1．2 显微硬度测试
金属焊接工艺进行研究，通过优化焊接工艺参数，获得了具有良好力学性能和合适双相比例的焊接接 头。接头力学性能测试表明，拉伸试样断裂发生在强度相对较低的 304 母材侧；2205 母材侧热影响区的 显微硬度值高于焊缝和 2205 母材，而 304 母材侧热影响区的显微硬度值高于 304 母材。对接头过渡层 进行 XRD 相结构分析，未发现 M23C6、Cr2N 和σ 等有害相析出，接头拉伸断口扫描观察表明，接头呈明 显韧性断裂特征。接头性能满足工程实际应用要求。
第 41 卷 第 1 期 2011 年 1 月
Electric Welding Machine
Vol．41 No．1 Jan．2011
2205 双相不锈钢 与 304 奥氏体不锈钢的焊接
李 燕，王少刚，马启慧，吴新强
(南京航空航天大学 材料科学与技术学院，江苏 南京 210016)
摘要：采用焊条电弧焊(SMAW)，以 E2209 作填充材料对 2205 双相不锈钢与 304 奥氏体不锈钢异种
Abstract：The dissimilar metal welding of 2205 duplex stainless steel and 304 austenitic stainless is performed by shielded metal arc
welding(SMAW) with E2209．The dissimilar steel joint takes on good mechanical properties and has ideal biphase proportion through optimized welding technology．The mechanical properties of the welded joint are studied，and results show that the fracture of tensile specimen occurred at 304 base metal region with relatively low strength．The microhardness of 2205 HAZ is higher than that of the weld metal and 2205 base metal，and the microhardness of 304 HAZ is higher than that of 304 base metal．The XRD analysis shows that no precipitation phases of M23C6，Cr2N or σ can be found in the weld metal．From SEM observation，the joint presents obvious ductile fracture characteristic．Consequently，the welded joints can meet the request of engineering application．
焊接 层数
1(打底) 2～4(盖面)
图 1 接头坡口形式
表 2 焊接工艺参数
焊接电流 I／A
焊接电压 U／V
100～110
20～22
120～140
22～24
·74· Electric Welding Machine
焊接速度 v／cm·min－1
13～14 12～13
焊后根据有关国家标准，在 CMT5105 型电子 万能试验机上进行接头的拉伸强度实验；在 HXS－ 1000A 型显微硬度计上测定接头区域的显微硬度 分布；在 Quanta200 型扫描电镜上观察接头拉伸试 样的断口微观形貌；在 MM6 型金相显微镜上观察接 头区的金相组织；采用 D8 Advance 型 X 射线衍射 仪测定接头的相结构组成。
第1期
布，在铁素体基体上分布着长条状的奥氏体。304 不 锈钢的组织为奥氏体组织，其中有很少量的铁素体， 如图 3b 所示。
WM—焊缝金属；HAZ—热影响区；BM—母材 a 2205／WM 界面
a 2205 双相不锈钢
b 304／WM 界面 图 2 接头显微硬度分布曲线
微硬度要高于 2205 母材本身的显微硬度，且在热影 响区的硬度值最高(268 HV)。这是因为接头组织中 的奥氏体在焊接过程中转变成为铁素体，在冷却结 晶过程中重新在奥氏体边界或内部析出，且这一转 变速度非常快，因此接头 HAZ 中铁素体的含量一 般都比较高。而铁素体的硬度大于奥氏体，因此热影 响区的硬度较高。图 2b 中 304 奥氏体不锈钢侧热影 响区的硬度高于 304 母材本身的硬度，这是由于在 热影响区内有一些条状的晶粒生成，分布在奥氏体 晶粒上，这些晶粒的形成增加了晶界的数量从而产 生晶界强化，使得热影响区的硬度高于 304 母材。
收 稿 日 期 ：2009－07－13；修 回 日 期 ：2010－05－17 作 者 简 介：李 燕(1984—)，女，湖北襄樊人，在读硕士，主要
从事异种金属焊接的研究。
其中在焊接件和焊接结构的应用尤其广泛[1]。在含有 氯离子、硫化氢介质等腐蚀环境中使用的压力容 器、换热器、反应器等设备，采用双相不锈钢能够延 长设备的使用寿命，如炼油厂的换热器常常处于 HCl、 H2S 的腐蚀环境中，双相不锈钢制造的换热器的管 板可用奥氏体不锈钢，这样既节省了资金，又能保证 结构的使用性能。这涉及到双相不锈钢与奥氏体不 锈钢异种金属的焊接问题。异种钢焊接的主要困难 在于异种金属之间的物理和化学性能差异较大，在 焊接过程中经常会出现合金元素的迁移、组织发生 变化等现象导致接头性能变差，异种金属的热膨胀