本文摘要(由ai生成):
双相不锈钢 S32205 是一种具有优异耐腐蚀性和力学性能的不锈钢,其金相组织由α铁素体和γ奥氏体两相组成。相较于铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢,双相不锈钢 S32205 具有更高的韧性、更低的脆性转变温度、更好的耐晶间腐蚀性能和焊接性能等特点。N 在双相不锈钢 S32205 中起着重要作用,可以提高奥氏体相的耐点蚀能力,并控制焊接接头热影响区中两相比例的平衡。在焊接过程中,需要严格控制线能量和焊道间温度,以保证焊接接头的质量。
双相不锈钢S32205金相组织由α铁素体和γ奥氏体两相组成,体积分数大致各占50%。因此,双相不锈钢兼有奥氏体不锈钢与铁素体不锈钢的双重特征。与铁素体不锈钢相比,其韧性高,脆性转变温度低,耐晶间腐蚀性能和焊接性能显著提高,同时保留了铁素体不锈钢导热系数高、膨胀系数小、具有超塑性等特性;而与奥氏体不锈钢相比,屈服强度和抗疲劳强度显著提高,约为奥氏体不锈钢的2倍,耐点蚀能力约为奥氏体不锈钢的1.8倍,且耐应力腐蚀、缝隙腐蚀和疲劳腐蚀能力有明显提升。
N在强化S32205双相钢中起着重要作用,同时N可以提高奥氏体相的耐点蚀能力,与富含Cr、Mo的铁素体相取得腐蚀平衡,提升材料的整体抗点蚀能力。另外N作为奥氏体化元素,可以控制焊接接头热影响区中两相比例的平衡,避免焊接热影响区内,因温度升高,铁素体相比例升高,对N和Ni的成分按上限控制,以保证焊接热影响区内,高温铁素体可转变为奥氏体,以提升焊接接头的耐蚀性。
S32205以铁素体作为凝固初生相,可以溶解更多的杂质元素,同时增加晶界结合面,另外其导热系数高、膨胀系数小,不会产生很大的残余应力,相比奥氏体不锈钢具有较高抵抗热裂纹的能力。
S32205焊接接头的质量,取决于焊缝和热影响区中α铁素体和γ奥氏体含量的平衡和两相组织的均匀性,而焊接接头在焊接热循环的作用下会发生一系列微观组织变化,这种变化不管对其力学性能还是耐腐蚀性能都有着重大的影响。在焊接过程中,焊缝金属从液态到固态,从凝固点到1200℃为高温δ铁素体组织;从1200℃~800℃,γ奥氏体从δ铁素体中析出。另外在其他的温度区域,还会有别的析出反应,如下图所示,S32205长时间在400~540℃范围内,会导致α相析出而产生475℃脆化现象;如果长时间在600~925℃范围内,特别实在750℃左右,α铁素体会析出σ相;在此温度区间同时还会析出碳化物M23C6、氮化物Cr2N等,这些析出相不但会显著降低S32205的室温韧性,还会降低材料的耐腐性性。
所以在S32205焊接时,必须严格控制线能量和焊道间温度。线能量太小,冷却速度过快,不利于奥氏体析出,造成铁素体含量增加,导致冲击韧性和耐腐蚀性降低;线能量太大,则会造成热影响区铁素体晶粒粗大,中温停留时间长,容易造成中间相析出。因此,选择合适的焊接工艺十分重要。
双相钢S32205时间、温度、析出曲线