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SAF2205双相不锈钢焊接热处理金相分析1前言双相不锈钢的开发和应用始于20世纪30年代，至今已发展了三代双相不锈钢。
第一代双相不锈钢:(1)以美国在20世纪40年代开发的AISI329钢为代表。
含Cr、Mo高，抗局部腐蚀性能好，但含碳量高(C≤0.10%)。
焊接后其接头耐蚀性和韧性较差，限制了钢材的应用，仅适用于铸锻件。
(2)日本在美国329钢的基础上降低碳含量，开发了SUS329J1钢，可用作焊接用钢。
(3)60年代中期，瑞典开发出著名的3RE60钢，其特点是超低碳，Cr含量18%。
良好的焊接性和成型性，使其成为第一代双相不锈钢的代表钢种。
第二代双相不锈钢:(1)20世纪80年代，瑞典首次开发出不含Mo的超低碳双相不锈钢。
代表钢种为SAF2304钢。
(2)在第一代双相钢的基础上，开发了含氮超低碳双相不锈钢。
典型的钢种是瑞典开发的SAF2205钢，使双相钢得到广泛应用。
第三代双相不锈钢:(1)50年代后期开发出超级双相不锈钢，特点是碳含量低(≤0.03%)，钼和氮含量高(钼约4%，氮约0.3%)；钢中中等铁素体含量达到40 ~ 45%；具有优异的耐点蚀性，其PRE值大于40。
代表钢种为SAF2507钢。
双相不锈钢作为一种特殊的不锈钢材料，越来越广泛地应用于压力容器及其他相关设备中。
与奥氏体不锈钢相比，双相不锈钢在抗晶间腐蚀、点蚀、间隙腐蚀，尤其是氯化物引起的应力腐蚀开裂方面具有绝对优势。
在石油和化工领域的应用前景非常广阔。
如表1-1所示，部分双相不锈钢的牌号和化学成分为[1]。
表1-1双相不锈钢的等级和化学成分资料来源:2004年2月《焊接设备与材料》[J]。
焊接技术”2双相不锈钢双相不锈钢是指同时具有奥氏体(α)和铁素体(γ)组织的不锈钢，双相组织应独立存在且含量较大。
一般来说，奥氏体基体上铁素体≥15%或铁素体基体上奥氏体≥15%的奥氏体+铁素体双相不锈钢可称为双相不锈钢，本文简称为双相不锈钢。
摘要随着现代工业技术的发展，传统的奥氏体型不锈钢暴露出它在晶间腐蚀、点腐蚀和缝隙腐蚀等局部腐蚀方面的抗力不足，这些问题限制了奥氏体型不锈钢在化工、炼油等工业中的更广泛使用。
自20世纪30年代以来，各国冶金工作者为解决奥氏体型不锈钢抗腐蚀性问题进行了大量的研究工作，开发出新钢种—奥氏体-铁素体型不锈钢（简称双相不锈钢）。
双相不锈钢综合了奥氏体型不锈钢和铁素体型不锈钢两者的优点，具有良好的韧性、强度，其中屈服强度可达普通不锈钢的2倍；其优良的耐氯化物应力腐蚀性能远远超过18-8型不锈钢，并具有良好的抗点腐蚀和缝隙腐蚀的能力；同时该类钢中镍含量只有18-8型不锈钢含镍量的一半，一定程度上解决了世界上工业用镍资源的不足问题。
国外双相不锈钢己广泛地应用于各工业领域，诸如纸浆和造纸、陆上和海上的油气工业、化学加工工业、运输业（化学品船和槽车）、制药和食品工业以及建筑业等，多用制造反应容器，各种工业设备和输送管道等，如图1、2所示。
在大多数应用中，双相不锈钢被认为是具有性能成本效益的材料，填补了普通奥氏体不锈钢，如316和高合金奥氏体不锈钢之间的空白。
国内在这些方面没有推广使用，但利用双相不锈钢在中性氯化物溶液中有较好的耐点腐蚀、晶间腐蚀等局部腐蚀能力，开发了其在真空制盐和硝盐联产装置上的应用，20万～30万吨的制盐厂的大型盐水和芒硝蒸发罐采用了双相不锈钢的衬里和复合板。
图1 造纸工业图2 化学品船Fig.1 Duplex used for pulp and paper Fig.2 Duplex Used for Chemical Tankers双相不锈钢的焊接与奥氏体不锈钢的焊接比较，焊缝的热裂纹倾向低；与铁素体不锈钢的焊接性比较，焊接接头焊后状态的脆化程度低，而且焊接热影响区（HAZ）中单相铁素体相的粗化程度也较低。
双相不锈钢焊接的最大特点是焊接热循环对焊接接头组织的影响。
无论焊缝或是HAZ都会有重要的相变发生，这时焊件的塑性和耐腐蚀性都有很大的影响。
Q235钢表面TIG堆焊308L不锈钢的组织和性能研究张金彪;潘强;杨华;彭正昶;陆祥辉【摘要】为了提高Q235钢表面的耐腐蚀性和硬度等性能,使用TIG(非熔化极惰性气体保护焊)堆焊技术在Q235B钢表面堆焊不锈钢.进行了30组试验,选取其中堆焊效果好的4个试样,分析了堆焊层组织的宏观和微观形貌,比较了堆焊层的硬度.结果表明:Q235B钢板堆焊不锈钢进行表面改性后,钢板的表面硬度有明显提高,表面堆焊层的耐腐蚀性能比Q235B钢母材的耐腐蚀性能显著提高.【期刊名称】《石油化工腐蚀与防护》【年(卷),期】2017(034)004【总页数】4页(P18-21)【关键词】Q235钢;堆焊;不锈钢;组织性能【作者】张金彪;潘强;杨华;彭正昶;陆祥辉【作者单位】兰州兰石集团兰驼农业装备有限公司,甘肃兰州730314;兰州市兰石能源装备工程研究院,甘肃兰州730314;兰州市兰石能源装备工程研究院,甘肃兰州730314;兰州市兰石能源装备工程研究院,甘肃兰州730314;兰州市兰石能源装备工程研究院,甘肃兰州730314【正文语种】中文石油化工工业的许多设备及其关键零部件通常在高温、高压和腐蚀性介质中服役，经常选用不锈钢作为制造这类设备及零部件的材料。
但不锈钢材料价格昂贵，为了降低成本，在实际生产中常常采用碳素钢作为基体，在其表面堆焊不锈钢材料，以此来满足设备力学性能和耐腐蚀性能要求[1-3]。
然而，在以碳素钢为基体堆焊不锈钢过程中，其熔合线附近会发生C和Cr 等元素扩散和迁移，形成脆性相析出层，影响堆焊质量。
为了使堆焊层获得理想的性能，就要保证其具有合适的合金含量，即控制焊缝合金元素稀释率。
堆焊是用焊接方式来增大或恢复焊件尺寸，或把耐磨、耐腐蚀等特殊性能的填充金属熔覆在基体金属表面而使焊件表面获得特殊性能的一种工艺方法。
各种熔化焊工艺，如焊条电弧焊、MIG (熔化极惰性气体保护焊)、埋弧焊及等离子弧焊等焊接方法都可以用于堆焊，但考虑到成本、效率、堆焊变形及焊缝稀释率等综合因素，这些方法各有优缺点，在堆焊时应改进与优化[4-6]。
马氏体不锈钢焊缝的金相组织
马氏体不锈钢焊缝的金相组织主要是马氏体组织。
具体来说，马氏体不锈钢在高温状态时的组织为奥氏体，经过淬火（快速冷却）后，奥氏体转变为马氏体。
这种转变赋予了马氏体不锈钢较高的强度和硬度。
在焊接过程中，焊缝区域会经历一个快速的加热和冷却过程，类似于淬火处理，因此在焊缝区域通常也会形成马氏体组织。
需要注意的是，在焊接马氏体不锈钢时，焊缝区域的快速冷却可能导致脆性相的形成，如δ铁素体或碳化物等，这些相的存在可能会影响焊缝的韧性和耐腐蚀性能。
因此，在实际的焊接操作中，通常会采取预热和后热处理措施来优化焊缝的组织和性能。
对316L不锈钢金相组织的全面解析1. 简介316L不锈钢是一种常见的奥氏体系不锈钢，由于其优异的耐腐蚀性能、良好的机械性能以及易于加工的特点，在许多工业领域中得到了广泛的应用。
316L不锈钢中的“316”表示该材料属于不锈钢类别，“L”则代表低碳（通常指碳含量小于0.03%）。
本文档旨在对316L不锈钢的金相组织进行详细解析，以帮助读者更深入地理解其微观结构及其对材料性能的影响。
2. 金相组织金相组织是描述材料微观结构的一个术语，它包括了晶粒、晶界、相界、碳化物、氮化物等。
金相组织的分析对于了解材料的性能和应用具有重要意义。
2.1 晶粒316L不锈钢的晶粒主要是奥氏晶，这是由于其采用的奥氏体不锈钢生产工艺决定的。
奥氏晶是一种面心立方结构的晶体，具有良好的塑性和韧性。
晶粒的大小对材料的机械性能有重要影响，晶粒越细，材料的强度和硬度通常会越高，但韧性会降低。
2.2 晶界晶界是晶粒之间的边界，它在材料的力学性能和腐蚀性能中起着重要作用。
在316L不锈钢中，晶界通常富含铬和镍，这有助于提高材料的耐腐蚀性能。
2.3 相界相界是指材料中不同相之间的边界。
在316L不锈钢中，相界主要是指奥氏体相与其他相（如铁素体相或渗碳体相）之间的边界。
2.4 碳化物和氮化物316L不锈钢中的碳化物和氮化物主要分布在晶界和相界上，它们对提高材料的强度和硬度有重要作用，但过多可能会降低材料的韧性。
3. 影响金相组织的因素3.1 热处理热处理是影响316L不锈钢金相组织的重要因素之一。
通过调整热处理的温度和时间，可以控制晶粒的大小和形状，从而影响材料的性能。
3.2 冷加工冷加工（如轧制、拉伸等）也可以影响316L不锈钢的金相组织。
冷加工可以使晶粒变形，从而提高材料的强度和硬度，但会降低韧性。
3.3 合金元素316L不锈钢中的合金元素（如铬、镍、钼等）也对金相组织有重要影响。
这些元素可以提高材料的耐腐蚀性能，同时也会影响晶粒的大小和形状。
不锈钢金相组织及标准介绍
1. 不锈钢常见金相组织
不锈钢是一种具有高度耐腐蚀性的金属材料，其常见的金相组织包括奥氏体（Austenite）、马氏体（Martensite）和铁素体（Ferrite）。
奥氏体是一种面心立方结构，具有较高的塑性和韧性，但硬度较低。
马氏体是一种体心立方结构，具有高硬度但韧性较差。
铁素体是一种具有多边形晶格结构的材料，其硬度、韧性和耐腐蚀性均较低。
2. 金相组织判定标准
判定不锈钢的金相组织通常是通过显微组织观察来进行的。
不同类型的不锈钢具有不同的金相组织特征。
判定标准包括晶格结构、晶粒大小、相含量和相形态等方面。
3. 金相组织与材料性能关系
金相组织与不锈钢的材料性能之间存在密切的关系。
不同的金相组织会影响材料的硬度、韧性、耐腐蚀性和耐磨性等性能。
因此，了解金相组织与材料性能之间的关系对于合理选用不锈钢材料具有重要意义。
