超级双相不锈钢的焊接工艺评定及应用

摘
要
进 行 了超 级 双 相 不 锈 钢 的 手 工 电 弧 焊 、 工钨 极 氩 弧 焊 以 及 模 拟 封 头 热 成 形 、 固溶 化 热 处 理 手 经
的手 工 电 弧 焊 的 对 接 焊 缝 焊 ４ ｒ 艺评 定 和 产 品 的 施 焊 ， 项技 术指 标 均 满足 要 求 ， 明所 选 用 的 焊 接 方 ￣＿ － 各 证 法、 接材料、 焊 焊接 工 艺 和 热 成 形 工 艺正 确 合 理 。 关键词 超 级 双相 不锈 钢 焊 接 工 艺评 定 焊接 材料
从２ ０世 纪 ７ ０年 代 开 始 ， 随着 二 次 精 炼技 术
学 性能 好 ， 因此可 以大 量节 约用 材 ， 降低设 备制 造
成本 。 由于超 级 双 相 不 锈 钢 的 以上 特 殊 优 点 ， 已 广 泛应 用于 海上 和 陆 地 油气 装 置 、 工 压 力 容 器 化 及 纸浆 和造 纸等 行业 。
双 相不锈 钢保 留 了铁 素体 不 锈 钢 强 度 高 、 热 系 导 数 大及线 膨胀 系 数 小 等特 点 ， 时 又具 备 奥 氏 体 同
相不 锈钢 的 发展 与应 用 开 始 于 ２ ０世 纪 ３ ０年 代 ，
至今 已发 展 了三代 。第 一 代 以美 国在 ２ ０世 纪 ４ ０
２ ０世 纪 ８ ０年代 后期 发 展 的超 级 双 相 不锈 钢 属 于第 三 代 双 相 不 锈 钢 ， 型 牌 号 有 Ｓ Ｆ ５ ７ 典 Ａ ２０ 、
Ｕ ５ Ｎ＋及 Ｚ ｒｎ ０ Ｒ２ ｅｏ ｌ０等 ， 这类 钢 的 特点 是 含 碳 量 低 （ ． １～ ． ２ ） 且 含 有 较 高 的 Ｍｏ和 Ｎ（ ００ ０ ０ ％ ， Ｍｏ 约４ ， ％ Ｎ约 ０ ３ ） 铁 素体 含 量 约 占 ４ ４ ％ ； ．％ ， ０— ５
第３ ９卷
第 ３期
化
工
机
械
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超 级 双 相 不 锈 钢 的 焊 接 工 艺 评 定 及 应 用
程 克 光 张 凯 任 世 宏 陈宏 伟 张建 晓
（ ． 肃 省 锅 炉压 力 容器 检 验研 究 中 心 ；． 州 兰石 重 型装 备 股 份 有 限 公 司 ） １甘 ２兰
中图 分 类 号
Ｔ ００ ４ Ｑ ５ ． １
文 献 标 识 码 Ｂ
文 章编 号
０ ５ ０４ ２ １ ） ３０６ ４４ ２ ４６ ９ （ ０２ ０ —３ ９ ）
双 相不 锈钢 在 室温下 固溶体 中奥 氏体 和铁 素 体 约 各 占 一 半 ， 般 最 少 量 也 应 控 制 在 ３ ％ 以 一 ０ 上 ， 兼 有奥 氏体 和 铁 素 体 两 相组 织 的特 征 。双 且
代表 钢 种 。
蚀 和缝 隙 腐蚀 能力 、 耐氯 化物 应力腐 蚀 、 腐蚀 疲劳 以及 晶间腐 蚀性 能 等综 合 特 点 ； 级 双 相不 锈 钢 超
有较 高 的强度 和疲 劳强度 ， 屈服 强 度是 ｌ — ８８型奥 氏体不 锈 钢 的 两倍 ， 固溶 态 的延 伸 率 达 到 ２ ％ ， ５ 冲击 功 Ａ （ 形 槽 口 ） １０ Ｖ 在 ０ Ｊ以 上 ， 由于 综 合 力
年 代 开发 的 Ａ Ｓ３ ９钢 为代 表 ， 高 Ｃ 、 ， ＩＩ２ 含 ｒＭｏ 耐局
部 腐 蚀性 能好 ， 含碳 量 较高 （ 但 ｃ≤０ １ ％ ） 焊接 ．０ ， 后 ， 接 头耐腐 蚀 性和 韧性 都较 差 ， 其 只适 用于 铸锻 件； 日本 在 Ａ Ｓ３ ２ ＩＩ３ ９钢 的基 础 上 降低 了 含碳 量 ，
双 相不锈 钢 有 良好 的焊 接 性 ， 奥 氏体 不 锈 与 钢相 比 ， 裂 倾 向较 低 ； 铁 素 体不 锈 钢相 比 ， 热 与 加
热脆 化倾 向较 低 ， 会 像铁 素体 不 锈 钢 那 样 焊接 不
时热 影 响区 由于 晶粒严 重粗 化而使 塑 韧性大 幅度 降低 。大 量 对 双 相 不 锈 钢 的研 究 和 实 际 经 验 表
１ 双 相不 锈钢 的焊 接特 点
ＡＯ Ｖ Ｄ等 方 法 的 出 现 、 及 和 连 铸 技 术 的 发 Ｄ、 Ｏ 普 展 ， 低碳 （ 超 Ｃ≤０ ０ ％ ） 的 冶炼 更 加 容 易 。 同 ．３ 钢
时发 现氮 作为 奥 氏体形 成元 素对 双 相不 锈钢 的性 能 有 重要 影 响 ， 元 素 独 特 效 果 的 合 理 利 用 和超 氮 低 碳 熔炼 技术 的发 展 ， 得 在 生 产 技术 上 完全 克 使 服 了第 一代 双 相 不 锈钢 的缺 点 ， 开发 出 了第 二 代 双 相不 锈钢 ， 即含氮 双 相不锈 钢 ， 型钢种 为瑞 典 典 开 发 的 Ｓ Ｆ ２ ５钢 ， Ａ ２０ 由于其 良好 的 耐腐 蚀 性 能 和
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中 的奥 氏体形成 元 素 Ｎ 、 ｉＮ的 含量 应 相对 比母 材
适 度 提 高 （ ｉ 约 高 出 ２ ～４ 、 大 约 高 出 Ｎ 大 ％ ％ Ｎ
明 ， 接 时为 了保持 焊缝 金属 的相 平衡 ， 焊 焊接 材料
焊 接性 能 的进 一 步 改善 ， 双 相钢 在 石 油 化 工 行 使
业 得到 了广 泛 的应 用 。
程 克 光 ， ，９ ６年 ３月 生 ， 级 工 程 师 。甘 肃 省 兰州 市 ，３ ０ ０ 男 １５ 高 Nhomakorabea０２ 。
钢不 锈钢 韧性 好 、 性 转变 温度较 低 、 脆 力学性 能 和 焊接性 能 好 的优 点 ； 级 双相 不 锈 钢 具 有抗 点腐 超
开 发 了 Ｓ Ｓ ２Ｊ Ｕ ３ ９ １钢 ， 作 为焊 接 用 钢 ；０年 代 中 可 ６
期 ， 典 开 发 了 ３ Ｅ ０钢 ， 点 是 超 低 碳 ， ｃ 瑞 Ｒ６ 特 含 ｒ 量 为 １ ％ ， 接 、 形性 能 得 到 了较 大 地 改 善 ， ８ 焊 成 使 之成 为 具有 较好 焊接 性 能 的第 一 代双 相不 锈钢 的