双相不锈钢-精选文档

1、双相不锈钢一、前言双相不锈钢S31803是一种铁素体-奥氏体不锈钢，它综合了 铁素体和奥氏体的性能： 铁素体相使钢材具有较高的强度和耐氯 化物应力腐蚀性能， 奥氏体相使钢材具有良好的韧性和耐腐蚀性 能。因此，S31803具有很好的抗氯离子应力腐蚀开裂，比铁素 体不锈钢有更好的抗氯离子点蚀和缝隙腐蚀能力， 很好的抗普通 腐蚀的能力。基于以上优点，双相不锈钢被广泛应用于石油、海洋、化工 等行业。近年来我国多地都在建设核电站，S31803因为它较强的抗氯离子腐蚀的特点而被广泛应用于核电站的部分设备中。红沿河核电站鼓形滤网的海水处理设备过滤器， 其主体 材质就采用了双相不锈钢一一S31803虽然双相不

2、锈钢开始于 20 世纪 30 年代的法国，在我国也是上世纪的 80 年代就开始研 制并使用， 但在我们公司还是第一次接触这种材料， 所以非常有 必要确定合适的焊接工艺来完成设备的焊接。二、S31803焊接性分析由于S31803是奥氏体一一铁素体的双相不锈钢，金相组织 中铁素体与奥氏体各占约 50%，一般较少相的含量最少也需要达 到 30%的不锈钢，它兼有奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢的特点。对于这种双相不锈钢的焊接， 应选择超低碳、 铬含量高并且含有氮的焊材， 因为提高焊缝金属中的含氮量可以增加焊缝金属中的Y相含量，而减少Cr2N的析出，从而改善接头的冲击韧 性。并且施焊时，为防止近缝区晶粒粗化，

3、应尽量使用低的线能 量焊接。本文通过两种方法的焊接工艺试验进行比较： 一种是手工电 弧焊，另一种是钨极氩弧焊 +手工电弧焊的组合焊。三、焊接试板试验母材采用山西太钢的双相不锈钢 S31803 （化学成分及机械性能见表 1 ），焊材采用四川大西洋焊条和氩弧焊丝（焊材成分及规格见表2），焊接设备采用核电专用焊机一一尤耐克ZX7-400S。分别采用以下两种焊接工艺 （见表3）进行试板焊接。 表 1 母材化学成分及机械性能表 2 焊材化学成分及机械性能表3根据RCCM -2003标准要求，对焊接试板进行 X射线探伤检 测、力学性能试验、宏观、微观、化学成分测量。经过X射线探伤，两块试板均未发现任何缺陷

4、，1级合格，其化学成分及力学 性能测试结果见表 4。表 4 测试结果图 1、图 2 分别是试板一和试板二放大 200 倍的微观组织。图1 （试板一）、200X倍微观组织检验照片：铁素体基体+羽状奥氏体图2 （试板二）、200X倍微观组织检验照片：铁素体基体 +羽状奥氏体四、结论综合上述的试验数据可得以下结论： 比较两种焊接方法所得 的焊接接头化学成分和母材的化学成份， 发现易产生偏析、 不利 于接头机械性能的 C、 N、 S、 P 等主要元素的含量基本一致。从 两种接头的200X倍微观组织照片可以看出，两种焊接接头都形 成了奥氏体包围铁素体的双相组织，阻碍了单相铁素体的形成， 使接头获得与母材一致的组织。通过力学试验检测数据可看出， 此双相组织保证了接头的力学性能， 符合双相不锈钢焊接性能的 要求。通过双相不锈钢 -S31803 的焊接工艺试验，确定钨极氩 弧焊 +手工电弧焊及单纯手工电弧