奧氏體-鐵素體型不銹鋼又稱雙相不銹鋼,它的組織為鐵素體加奧氏體,其體積分數約各占50%。雙相不銹鋼是將奧氏體不銹鋼的優良韌性、較低的熱裂傾向和良好的焊接性與鐵素體不銹鋼的較高強度、耐氯化物應力腐蝕性能以及焊后較低的脆化傾向結合在一起,使雙相不銹鋼兼有奧氏體不銹鋼和鐵素體不銹鋼的優點。雙相不銹鋼耐氯化物應力腐蝕性能優于奧氏體不銹鋼。另外它具有良好的抗孔蝕和縫隙腐蝕的能力,良好的耐腐蝕疲勞和磨損腐蝕性能,較好的耐點腐蝕性能,對晶間腐蝕不夠敏感。在力學性能方面具有較高的強度和疲勞強度,屈服強度是18-8型奧氏體不銹鋼的兩倍。
雙相不銹鋼受熱循環時,通常組織會發生變化。如圖7-1所示,在1000℃以下平衡相比例為50%,50%左右的雙相不銹鋼,隨著溫度的升高,奧氏體逐步減少,而鐵素體則逐步增多。被加熱到1350℃以上至固相線溫度區間,其平衡組織的體積分數為100%的鐵素體。這樣的物理冶金學本質是分析研究雙相不銹鋼焊接性的一個基本根據。當然,焊接性分析也一定要以焊接熱循環、焊縫結晶特點為依據。焊接熱循環的快速性和短暫性,決定了焊縫金屬的相變對溫度的滯后、相組成遠遠達不到平衡的程度。
雙相不銹鋼也具有鐵素體型不銹鋼的475℃脆性和在鐵素體中析出σ相的脆化現象等不足之處。
為了合理的確定焊接材料、焊接參數,下面對雙相不銹鋼的研發、發展及應用情況、國內外不銹鋼對照情況做簡要介紹。
我國雙相不銹鋼牌號和化學成分見表7-1,力學性能見表1-8,我國生產雙相不銹鋼的企業見表7-1,國外常見雙相不銹鋼牌號和化學成分見表7-2,中外雙相不銹鋼牌號對照見表7-3。
表7-2中的標準名稱說明:
①. ISO 16143-3:2005 是ISO 16143-3:2005《一般用不銹鋼 第3部分:鋼絲》的縮略語。
②. ISO 16143-1:2004是ISO 16143-1:2004《一般用不銹鋼 第1部分:扁平產品》的縮略語。
③. EN 10088-2:2005是EN 10088-2:2005《不銹鋼 第2部分:一般用不銹鋼薄板、厚板和鋼帶》的縮略語。
④. EN 10028-7:2000 是 EN 10028-7:2000《承壓設備不銹鋼扁平產品》的縮略語。
⑤. EN 10216-5:2004是EN 10216-5:2004《在室溫、低溫或高溫下供承壓和耐腐蝕用奧氏體、奧氏體-鐵素體不銹鋼(包括抗蠕變鋼)圓形無縫鋼管》的縮略語。
⑥. EN 10297-2:2005是EN 10297-2:2005《機械結構和一般工程用不銹鋼圓形無縫鋼管》的縮略語。
⑦. ASTM A276-05a《不銹鋼棒材和型材》。
⑧. ASTM A789/A789M-05b《一般用無縫和焊接鐵素體/奧氏體不銹鋼管》。
⑨. ASTM A479/A479M-05a《鍋爐和其他壓力容器用不銹鋼棒材和型材》。
⑩. ASTM A240/A240M-05a《承壓和一般用鉻和鉻-鎳不銹鋼厚板、薄板和鋼帶》。
?. JIS G4303-2005《不銹鋼棒》。
?. JIS G4304-2005《不銹鋼熱軋厚板、薄板和鋼帶》。
?. JIS G4305-2005《不銹鋼冷軋厚板、薄板和鋼帶》。
?. JIS G3463-1994《鍋爐和熱交換器用不銹鋼管》。
符號說明
JIS(Japanese Industrial Sandard)日本工業標準
DIN(Deutsche Industria Norm)德國工業標準
AISI 美國鋼鐵學會
ASTM 美國材料與試驗協會
SAE 美國汽車工程師協會
ASME 美國機械工程師協會
AWS 美國焊接學會
UNS 美國金屬與合金牌號統一數字系統的簡稱。它是由ASTM E507和SAE J1086 等技術標準推薦使用的。
WRC 美國焊接研究委員會
FN 鐵素體序數
CPT 臨界孔蝕溫度
PRE 孔蝕抗力當量值或孔蝕指數
CTOD 斷裂韌性(裂紋尖端張開位移值以毫米記錄)
SCC 應力腐蝕破裂
HTHAZ 熱影響的高溫區
LTHAZ 熱影響的低溫區
DSS 雙相不銹鋼
Super DSS 超級雙相不銹鋼
SAF2507 超級奧氏體-鐵素體不銹鋼,25%Cr-7%Ni
SAF2205 超級奧氏體-鐵素體不銹鋼,22%Cr-5%Ni
PWHT 熱處理
DBTT 脆性轉變溫度