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2507超级双相不锈钢的组织、性能及其焊接工艺

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2507超级双相不锈钢的组织、性能及其焊接工艺

2021/02/23 07:47:11

双相不锈钢已成为一种重要的工程材料,广泛应用于石油化工、海上及海岸设施、油田设备、造纸、造船环境保护等领域。2507双相不锈钢是在第二代双相不锈钢2205基础上发展起来的,目前有SAF2507、UR52N+、Zeron100、S32750、00Cr25Ni7Mo4N等牌号,2507组织由奥氏体和铁素体构成,兼有奥氏体不锈钢与铁素体不锈钢的双重特征,具有比奥氏体不锈钢更低的热膨胀系数和更高的热导率,它的孔蚀系数(PREN)大于40,具有很高的耐孔蚀、耐间隙腐蚀、耐氯化物应力腐蚀开裂性能,同时具有高强度、高抗疲劳强度、低温高韧性等,是一种应用广泛的双相不锈钢。近年来,随着双相不锈钢应用领域不断扩大,对焊接技术的需求增加,加速了焊接技术的发展。因此,总结和探讨国内外对2507不锈钢焊接性的研究成果,对于2507双相不锈钢的应用具有重要的工程实用意义。

2507双相不锈钢化学成分中很低的C含量可改善该钢焊接性和降低热处理期间碳化物在晶界的析出倾向,增加晶间耐腐蚀性能,高铬、高钼和较高的氮含量,可以提高耐腐蚀能力,使其有很好的抗甲酸、醋酸、氮化物等均匀腐蚀、耐孔蚀、抗应力腐蚀能力。氮作为合金元素加入不锈钢中,可提高奥氏体稳定性、平衡双相钢中相的比例,在不影响钢的塑性和韧性的前提下提高钢的强度,可部分替代不锈钢中的Ni,降低成本,N在双相不锈钢中具有延缓金属间化合物弥散析出和稳定奥氏体的作用。

2507双相不锈钢组织由铁素体和奥氏体组成,奥氏体分布在铁素体基体上呈条状分布,较高倍数下观察奥氏体和铁素体界面并不光滑,呈锯齿状,说明通过轧制后冷却过程中,奥氏体形成是在铁素体界面处形核并长大。双相不锈钢组织中奥氏体的存在能够降低高铬铁素体的脆性和晶粒长大倾向,提高了焊接性和韧性,富铬铁素体则可提高不锈钢中奥氏体的屈服强度、抗晶间腐蚀和应力腐蚀能力,即铁素体双相组织具有高强度、高韧性的同时,还保持有高的抗应力开裂、抗点蚀、抗缝隙腐蚀的能力,尤其是氯化物、硫化物中具有高的抗应力腐蚀开裂的能力,因此,可有效地解决长期以来困扰奥氏体不锈钢因局部腐蚀所致的失效问题。

2507双相不锈钢焊接方法适用性较广,可以采用多种方法焊接,焊接热输入和冷却速率影响铁素体和奥氏体的相平衡和焊接接头的性能,为保证焊缝组织中具有合适的相比例和良好的力学性能及其腐蚀性能,焊接时应避免过小或者过大的热输入,控制在5~20kJ/cm,焊接薄壁件时取下限,焊接厚壁件时适当增大热输入,道间温度应不超过100℃。


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