許多焊接方法都可用于不(bu)銹鋼(gang)的焊接，但對于不同類型的不銹鋼，由于其組織與性能存在較大的差異，焊接性也各不相同，因此，不同的焊接方法對于不同類型的不銹鋼具有不同的適用性。在選擇焊接方法時，要根據不銹鋼母材的焊接性，對焊接接頭力學性能、耐腐蝕性能的綜合要求來確定。例如埋弧焊是一種高效優質的焊接方法，對于含有少量鐵素體的奧氏體不銹鋼焊縫來講，通常不會產生焊接熱裂紋，但對于純奧氏體不銹鋼焊縫，由于許多焊劑向焊縫金屬中增硅，焊縫金屬容易形成粗大的單相奧氏體柱狀晶，焊縫金屬的熱裂紋敏感性大，因此一般不采用埋弧焊焊接純奧氏體不銹鋼，除非采用特殊的焊劑。當焊接接頭的腐蝕性要求高時，鎢極氬焊等惰性氣體保護焊具有明顯的優勢。對于一些特種焊接方法，如電阻點焊、縫焊、閃光焊及螺柱焊，也可用于不銹鋼的焊接，與普通低碳鋼相比，由于不銹鋼具有較高的電阻和較高的強度，因此需要較低的焊接電流和較大的壓力或頂鍛力。釬焊也廣泛應用于不銹鋼的連接，母材類型不同，釬焊溫度也不同，與普通碳鋼相比，不銹鋼用釬劑有較強的腐蝕性，為了防止殘留的釬劑對釬焊接頭的腐蝕，需對釬焊接頭予以仔細的清理。現如今所應用的不銹鋼有奧氏體不銹鋼和雙相不銹鋼, 所以對這兩種類型的不銹鋼的焊接進行重點介紹。
一(yi)、奧氏體(ti)不銹(xiu)鋼的焊接
1. 奧氏(shi)體不銹鋼(gang)的概述
奧氏(shi)體不銹鋼(gang)(gang)代表了(le)整個(ge)(ge)不銹鋼(gang)(gang)系(xi)列(lie)中(zhong)最大(da)的(de)一個(ge)(ge)類別(bie)，生產的(de)噸位高于(yu)其他任何(he)一種類別(bie)。它(ta)們(men)在(zai)(zai)絕大(da)多數(shu)環境(jing)中(zhong)具(ju)有(you)良好(hao)(hao)的(de)耐(nai)腐(fu)蝕性。奧氏(shi)體不銹鋼(gang)(gang)具(ju)有(you)和低(di)(di)碳(tan)(tan)鋼(gang)(gang)相(xiang)(xiang)當的(de)強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)(du)，室(shi)溫(wen)時最低(di)(di)屈服強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)(du)約為210MPa（30ksi），然而不能相(xiang)(xiang)變(bian)強(qiang)(qiang)化(hua)。由于(yu)這(zhe)類鋼(gang)(gang)低(di)(di)溫(wen)沖擊韌度(du)(du)(du)(du)(du)好(hao)(hao)而可(ke)用(yong)(yong)于(yu)低(di)(di)溫(wen)工(gong)作環境(jing)。其高溫(wen)工(gong)作溫(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)可(ke)達760℃或(huo)者更高，但是大(da)部(bu)分鋼(gang)(gang)在(zai)(zai)這(zhe)么(me)高的(de)溫(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)下強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)(du)和抗(kang)氧化(hua)能力是有(you)限的(de)。奧氏(shi)體不銹鋼(gang)(gang)可(ke)以(yi)通過冷作硬化(hua)而有(you)效(xiao)地強(qiang)(qiang)化(hua)。它(ta)們(men)經(jing)常(chang)用(yong)(yong)于(yu)要求(qiu)有(you)很耐(nai)大(da)氣腐(fu)蝕或(huo)耐(nai)高溫(wen)腐(fu)蝕能力的(de)工(gong)作場合。只要按照正確(que)的(de)工(gong)藝(yi)規范施(shi)焊，這(zhe)類鋼(gang)(gang)都是可(ke)以(yi)焊接(jie)的(de)。在(zai)(zai)這(zhe)類鋼(gang)(gang)中(zhong)添加(jia)(jia)大(da)量的(de)奧氏(shi)體形成元(yuan)素，特別(bie)是鎳（一般w（Cr）=8%），其他的(de)奧氏(shi)體形成元(yuan)素是C、N和Cu。碳(tan)(tan)和氮是強(qiang)(qiang)奧氏(shi)體形成元(yuan)素，這(zhe)可(ke)以(yi)從(cong)鎳當量公(gong)式中(zhong)各系(xi)數(shu)值可(ke)看出：Nieq=Ni+35C+20N+0.25Cu，加(jia)(jia)碳(tan)(tan)是為了(le)改進(jin)高溫(wen)強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)(du)（蠕變(bian)強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)(du)）。在(zai)(zai)某些鋼(gang)(gang)中(zhong)加(jia)(jia)入氮主(zhu)要是為了(le)改進(jin)室(shi)溫(wen)強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)(du)和低(di)(di)溫(wen)強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)(du)，有(you)時可(ke)以(yi)提高一倍多，用(yong)(yong)氮強(qiang)(qiang)化(hua)的(de)鋼(gang)(gang)經(jing)常(chang)在(zai)(zai)它(ta)們(men)的(de)AISI 300系(xi)列(lie)型(xing)號后面標注(zhu)一個(ge)(ge)后綴(zhui)N，如304LN。AISI 200系(xi)列(lie)（如201）也是氮強(qiang)(qiang)化(hua)鋼(gang)(gang)，經(jing)常(chang)使(shi)用(yong)(yong)各種商業名稱(cheng)，例如：Nitronic.
奧氏(shi)(shi)體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)一(yi)般具有(you)較好的(de)韌(ren)度(du)和(he)延性，在(zai)拉(la)伸加載時顯示出很高(gao)的(de)斷后(hou)伸長率。由于鋼(gang)(gang)中合金含量(liang)較高(gao)，所以比馬氏(shi)(shi)體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)、低(di)鉻和(he)中鉻鐵素體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)要貴。盡(jin)管(guan)鋼(gang)(gang)本身價格(ge)高(gao)，但(dan)提供了突出的(de)工程制造方面的(de)優點，特別是(shi)(shi)(shi)良(liang)好成形性和(he)焊接性，因(yin)而(er)和(he)其(qi)他類(lei)的(de)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)比較，經常(chang)降低(di)了總的(de)成本。奧氏(shi)(shi)體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)雖然有(you)很多種類(lei)，但(dan)300系(xi)列是(shi)(shi)(shi)最老的(de)也是(shi)(shi)(shi)應用最廣的(de)。這類(lei)鋼(gang)(gang)大部(bu)分是(shi)(shi)(shi)在(zai)18Cr-8Ni系(xi)的(de)基礎上加入合金元素或者是(shi)(shi)(shi)進(jin)行(xing)變(bian)質(zhi)，而(er)得到(dao)獨(du)特的(de)性能(neng)或者使性能(neng)更完備(bei)。
304型(xing)(xing)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)是這個系列鋼(gang)的(de)(de)基礎，加上304L代(dai)表了(le)最常(chang)選用(yong)(yong)的(de)(de)奧氏體不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)。在(zai)316型(xing)(xing)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)中用(yong)(yong)質量(liang)分數(shu)大約2%的(de)(de)仩替代(dai)等(deng)量(liang)的(de)(de)鉻以(yi)改(gai)善耐點(dian)蝕(shi)能力。在(zai)穩(wen)定化(hua)的(de)(de)321和(he)(he)347鋼(gang)中分別少量(liang)的(de)(de)鈦和(he)(he)鈮，它們和(he)(he)碳(tan)(tan)結合以(yi)減少由于(yu)析(xi)出(chu)富鉻碳(tan)(tan)化(hua)物而引起的(de)(de)晶(jing)(jing)間(jian)腐蝕(shi)。在(zai)上世(shi)紀60年代(dai)普遍使用(yong)(yong)L類鋼(gang)，這是由于(yu)利(li)用(yong)(yong)AOD（氬(ya)-氧(yang)脫(tuo)碳(tan)(tan)）方(fang)法熔煉，降低了(le)標準型(xing)(xing)（非(fei)低碳(tan)(tan)鋼(gang)）和(he)(he)低碳(tan)(tan)型(xing)(xing)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)之間(jian)的(de)(de)價格(ge)差別。這類低碳(tan)(tan)型(xing)(xing)號不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)（304L，316L）已經廣(guang)泛用(yong)(yong)于(yu)受到晶(jing)(jing)間(jian)侵蝕(shi)和(he)(he)晶(jing)(jing)間(jian)應力腐蝕(shi)的(de)(de)工作場合。
如ASTM A312中，最廣泛使用的(de)(de)(de)鋼(gang)材304、316、321和347以及它們的(de)(de)(de)變種鋼(gang)都是(shi)(shi)18-8類(lei)(lei)型，含(han)有的(de)(de)(de)名(ming)義(yi)成分（質量(liang)(liang)(liang)分數(shu)(shu)）是(shi)(shi)18%鉻和8%鎳。L類(lei)(lei)鋼(gang)代表低碳類(lei)(lei)的(de)(de)(de)變種鋼(gang)，其名(ming)義(yi)碳的(de)(de)(de)質量(liang)(liang)(liang)分數(shu)(shu)是(shi)(shi)0.03%。這(zhe)類(lei)(lei)鋼(gang)提高(gao)了(le)在腐蝕(shi)(shi)環境中對晶間侵蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)耐力。H類(lei)(lei)鋼(gang)碳的(de)(de)(de)質量(liang)(liang)(liang)分數(shu)(shu)接近(jin)于(yu)0.1%，其高(gao)溫強(qiang)度比標準鋼(gang)及L類(lei)(lei)鋼(gang)高(gao)，因而用于(yu)高(gao)溫場合。N類(lei)(lei)鋼(gang)是(shi)(shi)在300系列鋼(gang)中有意加(jia)(jia)入質量(liang)(liang)(liang)分數(shu)(shu)高(gao)達0.20%的(de)(de)(de)氮(dan)（300N，316N）碳在含(han)錳的(de)(de)(de)鋼(gang)里(li)氮(dan)的(de)(de)(de)加(jia)(jia)入量(liang)(liang)(liang)更高(gao)（錳增加(jia)(jia)氮(dan)在奧(ao)氏體相(xiang)中的(de)(de)(de)溶解(jie)度）。較高(gao)的(de)(de)(de)氮(dan)含(han)量(liang)(liang)(liang)可(ke)以增加(jia)(jia)奧(ao)氏體不銹鋼(gang)的(de)(de)(de)強(qiang)度、抗磨(mo)損和耐點蝕(shi)(shi)能力。
含有鈦和(he)(he)鈮(ni)的(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)如321和(he)(he)347型稱為(wei)穩定化(hua)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)，因(yin)為(wei)加入(ru)這兩種(zhong)元素穩定了(le)碳(tan)，阻止其(qi)生(sheng)成M23C6型鉻的(de)(de)碳(tan)化(hua)物(wu)。由(you)于鈦和(he)(he)鈮(ni)的(de)(de)加入(ru)量(liang)達到1.0%（質量(liang)分數）時可以有效地減(jian)少基(ji)本中的(de)(de)碳(tan)含量(liang)使富(fu)鉻碳(tan)化(hua)物(wu)的(de)(de)析(xi)出很困難，這就降低了(le)敏(min)化(hua)的(de)(de)可能(neng)(neng)性，而敏(min)化(hua)會(hui)導致(zhi)在奧氏(shi)體鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中產生(sheng)晶間腐蝕。還有很多其(qi)他鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)，包括(kuo)超級奧氏(shi)體不銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)。由(you)于 這些(xie)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)獨特的(de)(de)性能(neng)(neng)及(ji)對其(qi)焊(han)接性的(de)(de)特殊考慮。
2. 奧氏體不銹鋼焊(han)接(jie)方法與焊(han)接(jie)材料的選擇
（1）焊(han)接方法
奧氏(shi)體(ti)(ti)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)具有優良的(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)性，幾乎所有的(de)(de)熔焊(han)(han)(han)方(fang)(fang)法(fa)都(dou)可用于(yu)奧氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)，許(xu)多特(te)種焊(han)(han)(han)接(jie)方(fang)(fang)法(fa)，如電阻(zu)點焊(han)(han)(han)、縫焊(han)(han)(han)、閃光(guang)焊(han)(han)(han)、激光(guang)與(yu)電子(zi)束焊(han)(han)(han)、釬焊(han)(han)(han)都(dou)是可用于(yu)奧氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)，就根(gen)據具體(ti)(ti)的(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)性與(yu)接(jie)頭使用性能的(de)(de)要求，合理(li)選(xuan)擇最(zui)佳(jia)的(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)方(fang)(fang)法(fa)。其中焊(han)(han)(han)條電弧(hu)焊(han)(han)(han)、鎢極氬弧(hu)焊(han)(han)(han)、熔化極惰(duo)性氣(qi)體(ti)(ti)保護(hu)焊(han)(han)(han)、埋弧(hu)焊(han)(han)(han)是較為經濟(ji)的(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)方(fang)(fang)法(fa)。
(2) 焊(han)材選擇
對(dui)于奧氏體不銹鋼填(tian)充金(jin)屬的種類，分成三(san)個部(bu)分，反映了(le)AWS按焊接材料各(ge)類分別設定的三(san)種標(biao)準。其中(zhong)：
a. 不銹鋼焊條采用美國標準AWS A5.4標準用于焊條（我(wo)公司焊材為GES-309，GES316L等）；
b. 不銹鋼(gang)焊(han)絲(si)采用美國標準(zhun)AWS A5.9、A5.22等標準(zhun)用于實心焊(han)絲(si)和金屬粉芯焊(han)絲(si)，氣(qi)體保護藥芯焊(han)絲(si)（我公司焊(han)材為(wei)GTS-309，GTS-316L等），所選焊(han)絲(si)可用于氬(ya)弧(hu)焊(han)、富(fu)氬(ya)混(hun)合氣(qi)體保護焊(han)、二氧化碳氣(qi)體保護焊(han)及埋弧(hu)焊(han)焊(han)接用填充(chong)材料(liao)；
c.不(bu)銹鋼(gang)埋弧焊主要選用氧化性弱的中(zhong)性或(huo)堿性焊劑。
(3) 高(gao)鉬(mu)鋼焊接指南(nan)
我公(gong)司在M035項目上(shang)用的(de)奧(ao)氏體(ti)不(bu)銹鋼有316L和254SMO（ASTM A258 S31254），其中(zhong)254SMO是我公(gong)司第一次焊接的(de)超級(ji)奧(ao)氏體(ti)不(bu)銹鋼材料(liao)，由(you)于其使用條(tiao)件嚴格（用于腐蝕性環(huan)境），材料(liao)昂貴（包括母材和焊材），且焊工(gong)不(bu)太熟悉，操作性有一定的(de)難度，因此(ci)對焊接時(shi)要(yao)求注意的(de)重(zhong)點列(lie)出用以(yi)指導焊接人員(yuan)和檢驗人員(yuan)。具(ju)體(ti)內容如(ru)下(xia)：
為(wei)防焊接(jie)(jie)煙塵及(ji)Ar氣對焊接(jie)(jie)人員的傷害，焊接(jie)(jie)作業要(yao)在通(tong)風(feng)的環(huan)境中進行；
所(suo)有(you)的(de)焊(han)(han)縫(feng)都(dou)應該略有(you)余(yu)高(gao)，應該避免出現平的(de)或下凹狀的(de)焊(han)(han)縫(feng)；
焊(han)前(qian)一般(ban)不(bu)需(xu)要預熱，若環境溫度低于2℃，在距離焊(han)縫區300mm的范(fan)圍(wei)(wei)內應(ying)至少加熱到(dao)比周圍(wei)(wei)環境溫度高(gao)10℃。
層(ceng)間溫度不(bu)能(neng)(neng)大于100℃，線能(neng)(neng)量不(bu)能(neng)(neng)超過1.5KJ/mm
焊(han)件表(biao)面(mian)(mian)的金(jin)屬(shu)氧化物(wu)會導致(zhi)焊(han)接缺陷，因此焊(han)前對雜(za)質的清理(li)(li)(li)十分重要，通常清理(li)(li)(li)范圍(wei)從焊(han)縫(feng)處向(xiang)兩側各(ge)延伸(shen)50mm，清理(li)(li)(li)范圍(wei)應當包括工(gong)作坡口(kou)加工(gong)的邊緣以及空心管四周(zhou)和(he)管子內(nei)表(biao)面(mian)(mian)。注意：金(jin)屬(shu)絲刷并不能完全清理(li)(li)(li)這(zhe)些(xie)殘留物(wu)，用熱水沖洗(xi)或(huo)(huo)擦洗(xi)或(huo)(huo)許(xu)是一個好方法(fa)。
焊接盡可(ke)能在1G和2F位(wei)置進行
焊接接頭(tou)設計必須(xu)使打(da)底(di)焊能(neng)很好的熔透，引(yin)弧(hu)(hu)點(dian)要在(zai)坡口內，沿坡口出現(xian)的電弧(hu)(hu)掃(sao)掠要打(da)磨(mo)干(gan)凈(jing)。每(mei)一起弧(hu)(hu)與收弧(hu)(hu)處必須(xu)打(da)磨(mo)干(gan)凈(jing)。
定位焊需要背部保護氣體，每一個接(jie)頭都必須打磨；
將焊接處不能接觸銅和(he)黃銅（由(you)銅和(he)鋅組成的(de)銅合金），因為銅和(he)鋅的(de)加入可能導致裂紋的(de)形(xing)成。
二(er)、鐵素體-奧(ao)氏體雙相(xiang)不銹鋼的焊接
1. 鐵(tie)素體(ti)-奧氏體(ti)雙相不銹(xiu)鋼(gang)的(de)概(gai)述
鐵(tie)素體(ti)-奧氏體(ti)雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)名(ming)字是(shi)來自于其室(shi)溫(wen)微觀組織，其中大概(gai)一(yi)半是(shi)鐵(tie)素體(ti)，一(yi)半是(shi)奧氏體(ti)。在20世紀(ji)30年代(dai)就知道(dao)有雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)，它時(shi)快(kuai)時(shi)慢的(de)(de)(de)開(kai)發(fa)過程(cheng)(cheng)明(ming)顯地受(shou)到(dao)周期性的(de)(de)(de)鎳短缺的(de)(de)(de)影響。直到(dao)1982年美國《焊接手(shou)冊》也(ye)沒有認(ren)可雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)是(shi)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中單獨的(de)(de)(de)一(yi)類。在那時(shi)《焊接手(shou)冊》把較早的(de)(de)(de)一(yi)種(zhong)(zhong)(zhong)雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)-329型不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)列(lie)在奧氏體(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中。至少有一(yi)家329型不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)制(zhi)造(zao)商建(jian)議不(bu)(bu)(bu)(bu)要焊接這(zhe)種(zhong)(zhong)(zhong)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)，在20世紀(ji)50年代(dai)開(kai)發(fa)的(de)(de)(de)鑄造(zao)合金(jin)CD4MCu焊接后很(hen)脆。從上(shang)世紀(ji)80年代(dai)初這(zhe)種(zhong)(zhong)(zhong)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)迅速(su)開(kai)發(fa)，在同一(yi)時(shi)期召開(kai)的(de)(de)(de)一(yi)系列(lie)國際(ji)雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)會議編(bian)撰的(de)(de)(de)文集中，記錄了這(zhe)個開(kai)發(fa)過程(cheng)(cheng)。至今這(zhe)種(zhong)(zhong)(zhong)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)已被(bei)用于廣泛領域，主(zhu)要用于要求優異耐(nai)腐蝕(shi)性的(de)(de)(de)場合。在這(zhe)一(yi)時(shi)期，鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)焊接和(he)耐(nai)腐蝕(shi)性有了明(ming)顯的(de)(de)(de)改善，這(zhe)主(zhu)要是(shi)由(you)于認(ren)識到(dao)氮作(zuo)為(wei)一(yi)種(zhong)(zhong)(zhong)合金(jin)元素可以起關鍵作(zuo)用。
雙相不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)是(shi)用(yong)在能充(chong)分(fen)(fen)發(fa)揮(hui)其優(you)點，即優(you)異的(de)耐腐(fu)蝕(shi)性和高(gao)強(qiang)度(du)或(huo)者(zhe)二(er)者(zhe)兼有的(de)應用(yong)場(chang)合(he)。因(yin)為(wei)它含有比奧(ao)氏體不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)更高(gao)的(de)鐵素體相成分(fen)(fen)，所(suo)以有高(gao)的(de)鐵磁性、高(gao)熱(re)傳導性和低(di)的(de)線脹系數。雙相不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)最多(duo)的(de)是(shi)被選(xuan)用(yong)于(yu)(yu)耐腐(fu)蝕(shi)場(chang)合(he)，已經在很(hen)多(duo)可能發(fa)生應力腐(fu)蝕(shi)裂紋和點蝕(shi)的(de)應用(yong)環境中(zhong)(zhong)代替了(le)(le)奧(ao)氏體不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)。它們(men)在絕大多(duo)數腐(fu)蝕(shi)場(chang)合(he)遠(yuan)優(you)于(yu)(yu)結構(gou)而又具有相當的(de)強(qiang)度(du)。譬如雙相不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)已廣泛(fan)用(yong)于(yu)(yu)陸地和海洋中(zhong)(zhong)的(de)油(you)、氣管道。由于(yu)(yu)雙相不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)在相對不(bu)(bu)高(gao)的(de)溫(wen)度(du)下就會形成很(hen)多(duo)脆性析(xi)出物，所(suo)以不(bu)(bu)推薦用(yong)于(yu)(yu)超過280攝(she)氏度(du)的(de)工作(zuo)場(chang)合(he)。它們(men)比奧(ao)氏體不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)貴，倒不(bu)(bu)是(shi)完全因(yin)為(wei)合(he)金元素貴，而主(zhu)要是(shi)由于(yu)(yu)從鑄(zhu)態到最終的(de)板材(cai)、薄板、管件的(de)加(jia)工費用(yong)貴。然而它們(men)提供了(le)(le)優(you)異的(de)而腐(fu)蝕(shi)性并可降(jiang)低(di)重量，在中(zhong)(zhong)等程度(du)侵蝕(shi)性介(jie)質中(zhong)(zhong)可能用(yong)來代替某些鎳基合(he)金，而價(jia)格僅為(wei)原來的(de)幾分(fen)(fen)之(zhi)一。
雙(shuang)相不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼典型(xing)的屈服強度(du)(du)(du)大約(yue)是425MPa，和(he)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼的210MPa比較強度(du)(du)(du)要高得多。因(yin)為雙(shuang)相不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼的強度(du)(du)(du)高，其硬(ying)度(du)(du)(du)也高，所(suo)以在要求耐(nai)腐(fu)蝕同時(shi)要求耐(nai)磨損的場合(he)(he)，這種鋼更有優勢。與(yu)此同時(shi)，雙(shuang)相不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼具有良(liang)好的焊接性，與(yu)鐵素(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼及奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼相比，它既(ji)不(bu)(bu)(bu)(bu)像(xiang)鐵素(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼的焊接熱影響區(qu)，由于晶(jing)粒嚴重粗(cu)化而(er)使(shi)塑韌性大幅(fu)度(du)(du)(du)降低，也不(bu)(bu)(bu)(bu)像(xiang)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼那樣(yang)，對(dui)焊接熱裂紋比較敏感。當(dang)今大多數(shu)的雙(shuang)相不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼都是有好的韌度(du)(du)(du)和(he)延性，然而(er)它們在低溫時(shi)有韌脆轉(zhuan)變，所(suo)以一(yi)般不(bu)(bu)(bu)(bu)適合(he)(he)用于低溫。雙(shuang) 不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼的工作溫度(du)(du)(du)范圍一(yi)般限于-40～280攝氏(shi)度(du)(du)(du)。
雙相(xiang)不銹鋼的(de)(de)線脹系數(shu)和碳鋼、低(di)合(he)金鋼接近。由于這(zhe)種(zhong)相(xiang)似性(xing)，這(zhe)種(zhong)鋼也(ye)可(ke)用(yong)于需要雙相(xiang)不銹鋼和碳鋼配合(he)使(shi)用(yong)的(de)(de)高壓容器類的(de)(de)結構。這(zhe)種(zhong)情況下，相(xiang)對(dui)于使(shi)用(yong)奧氏體不銹鋼，能(neng)減(jian)少(shao)由于熱膨(peng)脹不同引起的(de)(de)熱應力。然(ran)而(er)由于雙相(xiang)不銹鋼中(zhong)析出反應在較低(di)溫度下發生，因而(er)它不適(shi)宜用(yong)于需要進行消除(chu)應力熱處理（焊后熱處理）的(de)(de)場合(he)。
2. 雙(shuang)相(xiang)不銹鋼(gang)的(de)化學成分及組織特點
a. 化學成分(fen)
目前，國際上(shang)普遍采用的鐵素體-奧氏體雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)銹鋼(gang)(gang)可為Cr18型、Cr23型、Cr22型、Cr25型四類。對于(yu)Cr25型雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)銹鋼(gang)(gang)，也有普通雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)銹鋼(gang)(gang)和超級雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)銹鋼(gang)(gang)之分，當點蝕指數PREN（PREN=w(Cr)+ 3.3w(Mo)+16 w(N)）>40時，稱為超級雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)銹鋼(gang)(gang)，
我國(guo)(guo)列(lie)入國(guo)(guo)家的(de)鐵素(su)體(ti)-奧氏體(ti)雙相不銹(xiu)鋼主要有(you)Cr18與(yu)Cr25兩大類(lei)型。另外一些與(yu)國(guo)(guo)外典型材(cai)料相類(lei)似的(de)鋼種也(ye)有(you)生產(chan)和應用。
b. 組織特點
雙相不(bu)銹鋼以單相δ鐵素體(ti)凝固(gu)結晶，當繼(ji)續冷卻時，發(fa)生(sheng)δ→γ相變(bian)，隨著溫(wen)度的降低(di)，δ→γ相變(bian)不(bu)斷進行。在(zai)平衡(heng)條件下或者非快速冷卻的情(qing)況(kuang)下，部分δ鐵素體(ti)將保(bao)留到室溫(wen)，因此，室溫(wen)下的組織為δ→γ雙相組織。
3. 雙相(xiang)不銹鋼(gang)的焊接特點
焊(han)接(jie)(jie)過(guo)程(cheng)是一個(ge)快(kuai)速(su)(su)加熱(re)與快(kuai)速(su)(su)冷(leng)卻的(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)循環過(guo)程(cheng)。在加熱(re)過(guo)程(cheng)中，當熱(re)影(ying)響(xiang)區(qu)的(de)(de)(de)(de)(de)溫(wen)(wen)(wen)度超過(guo)雙相(xiang)(xiang)(xiang)不銹鋼的(de)(de)(de)(de)(de)固(gu)溶處理溫(wen)(wen)(wen)度，在1150~1400℃的(de)(de)(de)(de)(de)高溫(wen)(wen)(wen)狀(zhuang)態下，晶(jing)粒將(jiang)發生長大(da)，而且發生γ→δ相(xiang)(xiang)(xiang)變(bian)，γ相(xiang)(xiang)(xiang)明顯減少，δ相(xiang)(xiang)(xiang)增(zeng)多。一些(xie)鋼的(de)(de)(de)(de)(de)高溫(wen)(wen)(wen)近縫(feng)區(qu)會出現晶(jing)粒較(jiao)(jiao)(jiao)粗大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)δ鐵素(su)(su)體組織。如(ru)果焊(han)后的(de)(de)(de)(de)(de)冷(leng)卻速(su)(su)度較(jiao)(jiao)(jiao)快(kuai)，將(jiang)抑制δ→γ的(de)(de)(de)(de)(de)二次(ci)相(xiang)(xiang)(xiang)變(bian)，使熱(re)影(ying)響(xiang)區(qu)的(de)(de)(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)(xiang)比例(li)失調，當δ鐵素(su)(su)體大(da)于70%時，二次(ci)轉變(bian)的(de)(de)(de)(de)(de)γ奧氏體也(ye)變(bian)成針狀(zhuang)和羽毛狀(zhuang)，具有魏氏組織特征，導致力學性能(neng)和耐腐蝕(shi)性能(neng)惡化(hua)。當焊(han)后冷(leng)卻速(su)(su)度較(jiao)(jiao)(jiao)慢(man)時，則δ→γ的(de)(de)(de)(de)(de)二次(ci)相(xiang)(xiang)(xiang)變(bian)比較(jiao)(jiao)(jiao)充分(fen)，室溫(wen)(wen)(wen)下為(wei)相(xiang)(xiang)(xiang)比例(li)較(jiao)(jiao)(jiao)為(wei)合(he)適的(de)(de)(de)(de)(de)雙相(xiang)(xiang)(xiang)組織。因此，為(wei)防止熱(re)影(ying)響(xiang)區(qu)的(de)(de)(de)(de)(de)快(kuai)速(su)(su)冷(leng)卻，使δ→γ二次(ci)相(xiang)(xiang)(xiang)變(bian)較(jiao)(jiao)(jiao)為(wei)充分(fen)，保(bao)證(zheng)較(jiao)(jiao)(jiao)合(he)理的(de)(de)(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)(xiang)比例(li)，足夠的(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)接(jie)(jie)熱(re)輸入是必要的(de)(de)(de)(de)(de)。隨著母材厚度的(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)加，焊(han)接(jie)(jie)熱(re)輸入應適當提高。
對于雙相(xiang)(xiang)(xiang)不銹鋼焊縫(feng)(feng)(feng)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)，仍以單相(xiang)(xiang)(xiang)δ鐵(tie)素體(ti)凝固結(jie)晶，并隨(sui)溫度(du)的(de)降低發生(sheng)δ→γ組織轉(zhuan)變。但由(you)于其(qi)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)-凝固-冷(leng)卻相(xiang)(xiang)(xiang)變是一個(ge)速度(du)較快(kuai)的(de)不平衡過(guo)程，因(yin)此，焊縫(feng)(feng)(feng)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)冷(leng)卻過(guo)程中(zhong)的(de)δ→γ組織轉(zhuan)變必然是不平衡的(de)。當焊縫(feng)(feng)(feng)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)的(de)化(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)成(cheng)分(fen)與母材成(cheng)分(fen)相(xiang)(xiang)(xiang)同(tong)，或(huo)者母材自(zi)熔(rong)時，焊縫(feng)(feng)(feng)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)中(zhong)的(de)δ相(xiang)(xiang)(xiang)將偏(pian)高(gao)，而γ相(xiang)(xiang)(xiang)偏(pian)低。為了保證焊縫(feng)(feng)(feng)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)中(zhong)有(you)足(zu)夠的(de)γ相(xiang)(xiang)(xiang)，應提高(gao)焊縫(feng)(feng)(feng)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)化(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)成(cheng)分(fen)的(de)Ni當量(liang)，通常的(de)方(fang)法是提高(gao)奧(ao)氏體(ti)化(hua)(hua)(hua)(hua)元素（Ni、N）的(de)含量(liang)，因(yin)此就(jiu)出現了焊縫(feng)(feng)(feng)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)的(de)超合金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)化(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)特(te)點。
雙相(xiang)不銹鋼具有(you)良好(hao)的(de)(de)(de)焊(han)(han)接(jie)性，盡管其凝固結晶為單相(xiang)鐵(tie)素體(ti)，但在一般的(de)(de)(de)拘束(shu)(shu)條件下，焊(han)(han)縫金屬的(de)(de)(de)熱裂(lie)(lie)紋(wen)敏(min)感(gan)性很小，當雙相(xiang)組織的(de)(de)(de)比例(li)適當時，其冷裂(lie)(lie)紋(wen)敏(min)感(gan)性也較(jiao)低(di)。但應注意，雙相(xiang)不銹鋼中畢(bi)竟具有(you)較(jiao)高(gao)的(de)(de)(de)鐵(tie)素體(ti)，當拘束(shu)(shu)度(du)較(jiao)大及焊(han)(han)縫金屬含氫量較(jiao)高(gao)時，還存在焊(han)(han)接(jie)氫致裂(lie)(lie)紋(wen)的(de)(de)(de)危險。因此，在焊(han)(han)接(jie)材料(liao)選擇與焊(han)(han)接(jie)過程中應控制氫的(de)(de)(de)來源。
另(ling)請注意：雙(shuang)相鋼與雙(shuang)相不銹鋼定義不同，雙(shuang)相鋼是指由(you)低碳(tan)鋼或低合金高強度鋼經臨界處理或控(kong)制軋制而得到的主要由(you)鐵素體(ti)和(he)馬氏體(ti)所組(zu)成的鋼。
4. 焊(han)接工藝方法與焊(han)接材(cai)料
a. 焊接工藝方法
到目前為(wei)止，焊(han)(han)條電弧焊(han)(han)、鎢(wu)極(ji)氬(ya)弧焊(han)(han)、熔化極(ji)氣體保護焊(han)(han)（采用(yong)實心焊(han)(han)絲或藥芯焊(han)(han)絲）、甚至埋(mai)弧焊(han)(han)都可(ke)用(yong)于(yu)鐵素體-奧氏(shi)體雙(shuang)相不銹鋼的焊(han)(han)接。
b. 焊接工藝方法選擇(ze)及(ji)坡(po)口形(xing)式與尺寸
根據管、板厚(hou)度及相應的焊接工藝方(fang)法選(xuan)擇(ze)及坡(po)口尺寸。
c. 雙(shuang)相不銹鋼(gang)(gang)鋼(gang)(gang)焊接指南
我公司在M021項目上用的雙相不銹(xiu)鋼為(wei)ASTM A790 S32750和(he)S32760，且此二者皆為(wei)超級雙相不銹(xiu)鋼，所選(xuan)焊接(jie)方(fang)法(fa)為(wei)GTAW，所選(xuan)焊絲為(wei)SANDVIK 25.10.4.L。焊接(jie)時的注意與焊接(jie)超級奧(ao)氏體類(lei)似，但層間溫度可(ke)控(kong)制為(wei)150攝(she)氏度以下。
d. 不銹鋼焊接材料品牌
到目前為止，焊(han)條電弧焊(han)、鎢極氬弧焊(han)、已經(jing)在(zai)我公司進(jin)行使用，現在(zai)正(zheng)在(zai)使用的焊(han)材(cai)如(ru)下表：
