西安雙相不銹鋼的焊接性研究

西安雙相不銹鋼一般分為四種類(lèi)型：Cr18型、Cr21型、Cr25型及含25%～26%的超級雙相不銹鋼。S31803是標準的西安不銹鋼，屬于Cr21型，占雙相不銹鋼總量的80%以上。在生產(chǎn)中S31803應用很廣，尤其是在操作介質(zhì)為辛酸、氮氣、苯乙酮的設備中應用很多，這些介質(zhì)具有中高度毒性和爆炸危險性，且設備的工作溫度一般較高，接近200℃，所以對焊縫的要求很高。基于S31803在生產(chǎn)中應用很廣且接觸的介質(zhì)使用條件惡劣，所以選擇S31803作為焊接母材來(lái)研究其焊接性具有廣泛的實(shí)踐意義。

S31803的成分特點(diǎn)：C質(zhì)量分數在0.02%～0.03%之間，屬于超低碳；Cr質(zhì)量分數在23%～26%之間，屬于高Cr質(zhì)量分數；其組織特點(diǎn)：兩相（奧氏體、鐵素體）各約占50%；性能特點(diǎn)：由于兼備了超低碳、室溫為鐵素體和奧氏體的雙相組織、Cr含量高以及添加了Mo、N等元素的特點(diǎn)，使其具有更高的耐應力腐蝕、耐縫隙腐蝕、耐Cl-點(diǎn)腐蝕、耐晶間腐蝕、耐高速泥沙沖刷等能力，具有較高的力學(xué)性能、較低的熱膨脹性能、較好的可焊性和較低的使用成本等優(yōu)點(diǎn)。

焊接過(guò)程中，西安雙相不銹鋼在熱循環(huán)的作用下，焊縫金屬盒熱影響區的組織發(fā)生了一系列的變化。在高溫下，西安雙相不銹鋼的金相組織全部由鐵素體組成，奧氏體則是在冷卻過(guò)程中析出的。S31803焊接過(guò)程中應該注意以下三方面問(wèn)題：

（1）焊接裂紋。S31803的Creq/Nieq較高，Cr的含量達23%，Ni的含量達6.5%，即雙相不銹鋼S31803的Creq/Nieq=3.54，故S31803的焊縫屬于鐵素體凝固區，對凝固裂紋有一定敏感性。因此，在焊接過(guò)程中要采用合適的焊接材料、焊接方法和控制焊接工藝參數，才能使焊縫具有很好的抗凝固裂紋能力。冷裂紋與材料對氫致延遲裂紋敏感性有關(guān)，但如果焊接材料選用正確，可以避免冷裂紋的出現。

（2）熱影響區脆化。焊接過(guò)程中在焊接熱循環(huán)作用下，焊縫熱影響區處于快冷非平衡狀態(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敏感性。所以S31803焊接的主要問(wèn)題在熱影響區，熱影響區的問(wèn)題主要在于耐蝕性能的損失、韌性損失和后焊接裂紋問(wèn)題。為了避免這些問(wèn)題，焊接工藝應考慮減少材料處在紅熱溫度范圍的時(shí)間。

（3）氣孔敏感性。氣孔的形成取決于焊接參數和合金成分。為防止產(chǎn)生氣孔，降低氣孔敏感性，在焊接過(guò)程中要控制焊縫含氮量，加強對焊縫的保護和提高焊渣的透氣性。

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