双相不锈钢的冶金介绍(下)

双相不锈钢族的冶金是复杂的，并且如果机械性能和/或耐腐蚀性没有受到不利影响，则需要非常密切地控制组成和热处理状态。为了产生最佳的机械性能和耐腐蚀性，母体和焊缝金属的显微组织或相平衡应该是大约50％的铁素体和50％的奥氏体。这个精确的值是不可能重复实现的，但是一个相位平衡的范围是可以接受的。母材的相平衡通常为35-60％铁素体。

尽管组成和可能更重要的热处理参数相对容易控制，但在焊接过程中不是这种情况。铁素体的量不仅取决于成分，还取决于冷却速度; 快速冷却速度保留了更高温度下形成的铁素体。因此，要尽量减少在焊缝金属中产生非常高的铁素体水平的风险，有必要确保有最小的热量输入，因此有最大的冷却速度。根据经验，双相钢和超级双相钢的热输入应不小于0.5kJ / mm，尽管厚的部分需要增加下限。

焊接消耗品通常也被制定为含有比母体金属更多的镍，镍是促进奥氏体形成的元素之一。双相填充金属可含有高达7％的镍，高达10％的超级双相镍。

相图和CCT曲线显示，双相不锈钢属于脆性金属间相的产生是焊接和热处理过程中的主要风险的区域，显着降低了韧性和耐腐蚀性。

主要的罪魁祸首是西格玛相，气相和475°C脆化。Sigma和chi相在550和1000℃之间的温度下形成，在850℃左右形成最快的速率。在超级合金中形成这些相的时间可以短至30或40秒。如名称所示，4750C脆化发生在约350-550℃的较低温度下，开始形成大约7-10分钟的时间。

像这样的短时间在跨道冷却期间可能遇到的范围内，因此，除了这次是需要控制的最大热量输入之外，热量输入和冷却速率再次成为非常重要的焊接参数。双相钢的最大热输入应为2.5kJ / mm，超双相钢的最大热输入应为2.0kJ / mm。然而，许多规范和合同规范进一步限制双相钢的热输入小于1.75-2kJ / mm，超双相钢的热输入小于1.5-1.75kJ / mm。

另外两个影响冷却速度的因素是预热和层间温度。对于双相不锈钢，一般认为不需要预热，除非环境条件意味着钢的温度低于5°C或表面上有冷凝物。在这些情况下，50-75°C左右的预热应该足够了。非常厚的节段接头，特别是那些用埋弧焊接的接头，也可以受益于大约100°C的低预热。

层间温度对焊缝及其热影响区的显微组织有显着的影响。对于双相不锈钢，250°C被认为是可接受的最大值，超双相不锈钢的最大值是150°C。但是请注意，许多代码不会将等级分为双工和超级双工，通常需要150°C作为常规。这种低的层间温度可以对接头完成时间产生严重的影响，并且一旦已经使用了吹扫孔已经使用通过吹干空气通过管道的孔来进行强制冷却。这通常仅在使用旋转管道机械化TIG工艺或埋弧焊接厚壁容器或管道时才是有利的。