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双相不锈钢的发现及种类与具体用途应用前景
发布者: 发布时间:2019/12/29 阅读:148

   铁素体-奥氏体双相不锈钢是由于1927发现的,直到20世纪30年代才商用,它是在超低碳铁素体不锈钢基础上发展起来的一个新钢种,但是因为在当时铁素体-奥氏体双相不锈钢存在一些如材料及焊接性方面等问题,导致双相钢开发出40多年间一直没有大规模的应用。这种情况一直持续到20世纪70年代,随着冶金技术进步以及人类关于氮元素对不锈钢产生重要作用的认识,人类开发了第二代新型的含氮双相不锈钢,由于氮元素的加入使得双相钢的焊接性得到了极大的提升。相比奥氏体不锈钢,铁素体-奥氏体双相不锈钢具有明显的几点优势:更好的力学性能、卓越的耐腐蚀性能、更低的成本(由于更少量的镍含量)。后来人们意识到在一些会引起应力腐蚀开裂的环境下,标准的奥氏体不锈钢并不适用,而铁素体-奥氏体双相不锈钢则能体现出其优势。近些年来,铁素体-奥氏体双相不锈钢引起人们的兴趣主要是源于新开发的高合金双相不锈钢具有极高的抗氯化物引发的腐蚀性能,通常这是海洋及石油化工产业主要关注的问题。然而更可能的原因是由于降低碳含量同时提升氮含量所导致的双相不锈钢的焊接性能大大提升的缘故。

 

 双相不锈钢在-50℃到250℃的温度范围内能够提供优良的抗腐蚀性能及力学性能。例如,双相不锈钢具有卓越的耐应力腐蚀开裂及耐点蚀性能同时在许多情况下具有比标准奥氏体不锈钢更高的性价比。由于退火后的细晶结构,双相不锈钢的屈服强度是奥氏体不锈钢的两倍,同时其韧性也没有显著降低。无论如何,应该强调一下:在温度高于250℃或者低于-50℃的情况下,铁素体-奥氏体双相不锈钢就不如奥氏体不锈钢,这主要是因为在这样的温度条件下,铁素体脆化导致的。铁素体-奥氏体双相不锈钢通常含有较低含量的昂贵的金属镍元素,一般含量在4~7%左右,而奥氏体不锈钢中的镍含量一般为10%或者更高,这导致在很多的应用方面上铁素体-奥氏体双相不锈钢的服役周期的花费最低。铁素体-奥氏体双相不锈钢已成为一种应用于工程的重要金属材料,在世界范围内广泛应用于天然气、石油、化工、造纸、食品工业以及海洋工程等领域。

 

目前,国际上通常将铁素体-奥氏体双相不锈钢基本上划分为四大类,主要有:

 

  Cr18型、Cr23(不含Mo)型、Cr22型、Cr25型四类。其中,2205(Cr25型)双相不锈钢的产量达到了全世界双相不锈钢总产量的4/5,也是我们国家在化工反应器、储存容器和管道制造中应用最多的双相钢,同时以上绝大部分工件都需要进行焊接组装成型。因此对2205(Cr25型)双相不锈钢的焊接工艺进行研究具有十分重要的意义。

 

  众所周之,2205双相不锈钢优良的性能主要就是靠适当比例的两相组织来保证的,如果相比例的平衡发生变化,其性能也会随之发生变化。2205双相不锈钢的相比例不仅与成分有关,与加热温度还有重大关系。当材料的加热温度在1150~1400℃时,晶粒将会逐渐长大,接着就会发生γ-δ相转变,而后随着δ相增多,γ相会相应的减少。近缝区会出现晶粒粗大的铁素体组织,甚至可能完全变成纯铁素体组织,这样会导致焊接接头的双相组织的特性消失,进而会影响焊接接头的韧性和腐蚀性能。为此,在对双相不锈钢焊接时,应该尽量控制母材和焊接填充材料的化学成分以及焊接过程的工艺参数,来保证焊缝及热影响区的组织和性能。本文的目的就是通过对2205双相不锈钢采用不同的焊接工艺方法进行工艺试验,分析在不同的焊接工艺条件下,焊缝组织成分及力学性能的变化,选择合适的焊接工艺参数,指导生产实际。

 
 

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