第二代雙相不銹鋼一般稱(chēng)為標(biāo)準(zhǔn)雙相不銹鋼，成分特點(diǎn)是超低碳、含氮、其典型成分為22%cr+5%ni+0.17%n，與第一代雙相不銹鋼相比，2205進(jìn)一步提高氮含量，增強(qiáng)在氯離子濃度較高的酸性介質(zhì)中的耐應(yīng)力腐蝕和抗點(diǎn)蝕性能。氮是強(qiáng)烈的奧氏體形成元素，加入到雙相不銹鋼中，既提高鋼的強(qiáng)度且不顯著損傷鋼的塑韌性，又能抑制碳化物析出和延緩。
組織特點(diǎn)：雙相不銹鋼在溫室下固溶體中奧氏體和鐵素體約各占半數(shù)，兼有兩相組織特征。它保留了鐵素體不銹鋼導(dǎo)執(zhí)細(xì)數(shù)小、耐點(diǎn)蝕、縫隙及氯化物應(yīng)力腐蝕的特點(diǎn)、又具有奧氏體不銹鋼韌性好、脆性轉(zhuǎn)變溫度較低、抗晶間腐蝕、力學(xué)性能和焊接性能好的優(yōu)點(diǎn)。
在性能上的突出表現(xiàn)屈服強(qiáng)度和耐應(yīng)力腐蝕、雙相不銹鋼比奧氏體不銹鋼的屈服強(qiáng)度高近1倍，同樣的壓力等級(jí)條件下，可以節(jié)約材料。比奧氏體不銹鋼的線(xiàn)性熱膨脹系數(shù)低，與低碳鋼接近。使得雙相不銹鋼與碳鋼的連接較為合適，這有很大的工程意義。鍛壓及冷沖成型不如奧氏體不銹鋼。
焊接性：雙相不銹鋼2205具有良好的焊接性，焊接冷裂紋和熱裂紋的敏感性都較小。通常焊前不預(yù)熱，焊后不熱處理。由于有較高的氮含量，熱影響區(qū)的單相鐵素體化傾向較小，當(dāng)焊接材料選擇合理，焊接線(xiàn)能量控制當(dāng)時(shí)，焊接頭具有良好的綜合性能。
熱裂紋：熱裂紋的敏感性比奧氏體不銹鋼小的多。這是由于含鎳量不高，易形成低熔點(diǎn)共晶的雜質(zhì)極少，不易產(chǎn)生低熔點(diǎn)液膜。另外，晶粒在高溫下沒(méi)有急劇長(zhǎng)大的危險(xiǎn)。
熱影響區(qū)脆化：雙相不銹鋼焊接的主要問(wèn)題不在焊縫，而在熱影響區(qū)。因?yàn)樵诤附訜嵫h(huán)作用下，熱影響區(qū)處于快冷非平衡態(tài)，冷卻后總是保留更多的鐵素體，從而增大了腐蝕傾向和氫致裂紋（脆性）敏感性。
焊接冶金：雙相不銹鋼焊接過(guò)程中，在熱循環(huán)的作用下、焊縫金屬和熱影響區(qū)的組織發(fā)生著一系列的變化。在高溫下，所有的雙相不銹鋼的金相組織全部由鐵素體組織，奧氏體是在冷卻過(guò)程中析出的。奧氏體析出的多少受諸多因素的影響。
相比例要求：雙相不銹鋼焊接頭的力學(xué)性能和耐腐蝕性能取決于焊接接頭能否保持適當(dāng)?shù)南啾壤虼耍附邮菄@如何保證其雙相組織進(jìn)行的。當(dāng)鐵素體和奧氏體量各接近50%時(shí)，性能較好，接近母材的性能。改變這個(gè)關(guān)系，將使雙相不銹鋼焊接接頭的耐蝕性能和力學(xué)性能下降。雙相不銹鋼2205鐵素體含量的最佳45%，過(guò)低的鐵素體含量小于25%將導(dǎo)致強(qiáng)度和抗應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂能力下降;過(guò)高的鐵素體含量大于75%也會(huì)有損于耐腐蝕性和降低沖擊韌性.
相比例影響因素：焊接接頭中鐵素體和奧氏體的平衡關(guān)系既受到鋼中合金元素含量的影響，又受到填充金屬、焊接熱循環(huán)、保護(hù)氣體的影響。
合金元素的影響：根據(jù)研究和大量實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，母材含氮是非常重要的。氮在保證焊縫金屬和焊后熱影響區(qū)內(nèi)形成足夠量的奧氏體方面具有重要作用。氮和鎳一樣是形成奧氏體價(jià)和擴(kuò)大奧氏體元素，但是，氮的能力也比鎳大，可防止焊后出現(xiàn)單相鐵素體，并能阻止有害金屬相的析出。由于焊接熱循環(huán)的作用，自熔焊或填充金屬成分與母材相同時(shí)，焊縫金屬的鐵素體量急劇增加，甚至出現(xiàn)純鐵素體組織。為了抑制焊縫中鐵素體的過(guò)量增加，采用奧氏體占優(yōu)勢(shì)的焊縫金屬是雙相不銹鋼的焊接趨勢(shì)。一般采取在焊接材料中提高鎳或是加氮這兩條途徑。通常鎳的含量比母材高出2%-4%,例如，2205填充金屬的鎳含量就高達(dá)8%-10%. 用含氮的填充材料比只提高鎳的填充材料效果穩(wěn)定，但加氮不僅能延緩金屬間的析出，而且還可提高焊縫金屬的強(qiáng)度和耐腐蝕性能。目前，填充材料一般都是在提高鎳的基礎(chǔ)上，再加入母材含量相當(dāng)?shù)牡?/span>
對(duì)于雙相不銹鋼2205，鎢極氬弧焊選用sandvik22.8.3L（ER2209）焊絲，焊條電弧焊選用Avesta2205AC/DC焊條是滿(mǎn)足對(duì)焊接材料要求的。雙相不銹鋼2205及焊接材料在合金元素上的這些特點(diǎn)，為焊接工藝參數(shù)即焊接線(xiàn)能量的選擇提供了一定的范圍，這對(duì)焊接是非常有利的。
熱循環(huán)：雙相不銹鋼焊接的最大特點(diǎn)是焊接熱循環(huán)對(duì)焊接接頭內(nèi)的組織有影響，無(wú)論焊縫還是熱影星區(qū)都會(huì)有相變發(fā)生，這對(duì)焊接接頭的性能有很大影響。因此，多層多道焊是有益的，后續(xù)焊道對(duì)前層焊道有熱處理作用，焊縫金屬中的鐵素體進(jìn)一步轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，成為以?shī)W氏體占優(yōu)勢(shì)的兩相組織；毗鄰焊縫的熱影響區(qū)中的奧氏體相也相應(yīng)增多，且能細(xì)化鐵素體晶粒，減少碳化物和氮化物從晶內(nèi)和晶界析出，從而使整個(gè)焊接接頭的組織個(gè)性能顯著改善。也正是由于焊接熱循環(huán)的影響，雙相不銹鋼焊接時(shí)要求與介質(zhì)接觸的焊道應(yīng)焊接，這一點(diǎn)與奧氏體不銹鋼焊接循序的要求恰恰相反。
工藝參數(shù)的影響：焊接工藝數(shù)即焊接線(xiàn)能量對(duì)雙相組織的平衡也起著關(guān)鍵的作用。由于雙相不銹鋼字高溫下是100% 的鐵素體若線(xiàn)能量過(guò)小，熱影響區(qū)冷卻速度快，奧氏體來(lái)不及析出過(guò)量的鐵素體就會(huì)在溫室下過(guò)冷保持下來(lái)。若線(xiàn)能量過(guò)大，冷卻速度太慢，盡管可以獲得足量的奧氏體，但也會(huì)引起熱影響區(qū)的鐵素體晶粒長(zhǎng)大以及σ相等有害金屬相的析出，造成接頭脆化。 為了避免上述情況的發(fā)生，最佳的措施是控制焊接線(xiàn)能量和層間溫度，并使用填充金屬。
保護(hù)氣體的影響：鎢極氬弧焊時(shí)，可在氬氣中加入2%氮?dú)猓乐购缚p表面因擴(kuò)散而損失氮，有助于鐵素體與奧氏體的平衡。
滄州五森管道設(shè)備有限公司 隔熱管托 20190204
