双相不锈钢的焊接性及其焊接材料(PPT-19)20页PPT

瑞典 芬兰
0.03 0.04
18.5 4.9 2.7 21.5 6.5 1.5
1.7 -
2.0 -
-
Cu=1.0 ～2.0
第 二 代
SAF2205 DP-3
08X21H6M 2T
0Cr21Ni5Ti
瑞典 日本 俄国 中国
0.03 0.03 ≤0.08 0.06
22.0 25.0 21.0 22.0
5.5 6.5 6.5 5.8
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 国别 C
Cr
Ni
M o
Si
Mn N
其他
第 一 代
3RE60 Uranus50
4.5 3.0 3.0 ≤1.0
W=2.
5 1.0
0.3 0 0.3 2 -
Cu=0.5 Cu=0.8
1.双相不锈钢简介
镍当量=%Ni+30×%C+0.5×%Mn
双相不锈钢组织应奥氏体A50%，铁素体F50%，
实际二者比例60%～40%。
30
28
26 24
A
26-21
22
20
18
16
23-13
14 12
不锈钢焊缝金相组织在舍菲尔组织图中的参考位置
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
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
3.0 3.5 2.0
-
≤0.8 -
≤0.8
≤2.0 W=0.
4 ≤0.8
0.1 4 0.2 0 -
Cu=0.2 ～ 0.8 Ti=5(C %～ 0.02)
第 三 代
SAF2507 DP-3W 0Cr26Ni5
Mo3
瑞典 日本 中国
0.03 0.03 0.05
25.5 25.0 26.5
7.0 7.0 5.0
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℃
300～5wk.baidu.com5℃
超级双相钢 （00Cr25Ni7Mo3C
uN等）
1025～1100℃
700～1000℃
320～550℃
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%。
2304(Cr18)
E2209 E2304
E2209
2205(Cr22) E2209
E2209
255(Cr25) E2209
E2510
超级双相钢 E2209
E2510
304
E309LMo E309LMo
E2209
E2209
316
E309LMo E309LMo
E2209
E2209
低合金高强钢 E309L
10
A+M
18-12-2
19-10 A+F (A1002)
E2510 29-9
8
E2209
6 4
A+M+F
M M+F
F
2 F+M
A-奥氏 体
F-铁素体
M-马氏 体
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40
铬当量=%Cr+%Mo+1.5×%Si+0.5×%Nb
E309L
焊条熔敷金属含F≈40%
E2209
E2510 E2510 E2510 E309LMo E2209 E309LMo E2209 E309L
E2209
E2510 E2510 E2510
E309LMo
E309LMo E2209 E309L
3.双相不锈钢的焊接材料
双相不锈钢焊材主要是焊条，但也有少量 的实芯焊丝和药芯焊丝，如Sandvik的ER312、 ER2209(用于TIG、MIG），药芯焊丝 FCW2209、FCW2553等。
22 5 3 25 6 3 25 7 4
N
PRE N
组织
-
20 25
奥 氏 体
0.15 34 双 0.20 38 相
0.25 42 钢
1.双相不锈钢简介
不同组织不锈钢的力学性能
组织 类别
钢种
热处 理状 态
力学性能
σS (MPa)
σb (MPa)
硬 度
δ5 (%)
HV
奥氏 体
0Cr18Ni9 固溶
205～ 300
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 C
308L 0.03 316L 0.03
2205 0.03 255 0.03 2507 0.03
化学成分（%） Cr Ni Mo
20 10 18 12 2
520～ 580
≥4 0
200
双相 钢
SAF2205
DP-3W
0Cr26Ni5 Mo2
固溶
550～ 580
560～ 590
400～ 450
750～ 780
760～ 780
620～ 650
30 220 20 270 30 250
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， 2019年11万吨，2019年约20万吨。
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 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
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， 2019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
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