許多焊接方法都可用于不銹(xiu)鋼的焊接，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)不銹鋼的焊接
1. 奧氏體(ti)不銹(xiu)鋼的概述
奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)代(dai)表(biao)了整個不(bu)銹鋼(gang)系(xi)列中最(zui)大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)(de)一個類別，生產的(de)(de)(de)(de)(de)噸位高(gao)(gao)于其他任何一種(zhong)類別。它(ta)(ta)們在(zai)(zai)絕(jue)大(da)(da)多(duo)數(shu)環境(jing)(jing)中具(ju)有(you)(you)良好(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)耐腐(fu)蝕性。奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)具(ju)有(you)(you)和低(di)碳(tan)(tan)鋼(gang)相當(dang)(dang)的(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)度(du)，室(shi)溫時最(zui)低(di)屈(qu)服強(qiang)(qiang)度(du)約(yue)為(wei)210MPa（30ksi），然而(er)不(bu)能(neng)相變強(qiang)(qiang)化(hua)。由于這(zhe)類鋼(gang)低(di)溫沖(chong)擊(ji)韌度(du)好(hao)而(er)可(ke)(ke)(ke)用(yong)于低(di)溫工(gong)(gong)作環境(jing)(jing)。其高(gao)(gao)溫工(gong)(gong)作溫度(du)可(ke)(ke)(ke)達(da)760℃或者更高(gao)(gao)，但(dan)是(shi)大(da)(da)部(bu)分鋼(gang)在(zai)(zai)這(zhe)么高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)溫度(du)下強(qiang)(qiang)度(du)和抗氧(yang)化(hua)能(neng)力是(shi)有(you)(you)限的(de)(de)(de)(de)(de)。奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)可(ke)(ke)(ke)以通過冷作硬化(hua)而(er)有(you)(you)效地強(qiang)(qiang)化(hua)。它(ta)(ta)們經(jing)常用(yong)于要(yao)求有(you)(you)很耐大(da)(da)氣腐(fu)蝕或耐高(gao)(gao)溫腐(fu)蝕能(neng)力的(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)(gong)作場合。只要(yao)按照(zhao)正確的(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)(gong)藝規范施(shi)焊(han)，這(zhe)類鋼(gang)都是(shi)可(ke)(ke)(ke)以焊(han)接的(de)(de)(de)(de)(de)。在(zai)(zai)這(zhe)類鋼(gang)中添(tian)加大(da)(da)量的(de)(de)(de)(de)(de)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)形成元素(su)(su)，特別是(shi)鎳(nie)（一般w（Cr）=8%），其他的(de)(de)(de)(de)(de)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)形成元素(su)(su)是(shi)C、N和Cu。碳(tan)(tan)和氮是(shi)強(qiang)(qiang)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)形成元素(su)(su)，這(zhe)可(ke)(ke)(ke)以從鎳(nie)當(dang)(dang)量公(gong)式中各系(xi)數(shu)值(zhi)可(ke)(ke)(ke)看出：Nieq=Ni+35C+20N+0.25Cu，加碳(tan)(tan)是(shi)為(wei)了改進高(gao)(gao)溫強(qiang)(qiang)度(du)（蠕變強(qiang)(qiang)度(du)）。在(zai)(zai)某些(xie)鋼(gang)中加入氮主要(yao)是(shi)為(wei)了改進室(shi)溫強(qiang)(qiang)度(du)和低(di)溫強(qiang)(qiang)度(du)，有(you)(you)時可(ke)(ke)(ke)以提高(gao)(gao)一倍多(duo)，用(yong)氮強(qiang)(qiang)化(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)經(jing)常在(zai)(zai)它(ta)(ta)們的(de)(de)(de)(de)(de)AISI 300系(xi)列型號后面標注一個后綴(zhui)N，如(ru)304LN。AISI 200系(xi)列（如(ru)201）也是(shi)氮強(qiang)(qiang)化(hua)鋼(gang)，經(jing)常使用(yong)各種(zhong)商業名稱，例如(ru)：Nitronic.
奧(ao)(ao)氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)一般(ban)具(ju)有(you)較(jiao)(jiao)好的(de)韌度和延性(xing)(xing)，在(zai)拉伸(shen)加載時顯示(shi)出很高(gao)的(de)斷(duan)后伸(shen)長率。由于(yu)鋼(gang)(gang)中合金含量較(jiao)(jiao)高(gao)，所以比(bi)馬氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)、低鉻和中鉻鐵素(su)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)要貴。盡管鋼(gang)(gang)本(ben)身(shen)價格高(gao)，但提(ti)供了(le)(le)突出的(de)工程(cheng)制造方面(mian)的(de)優點(dian)，特別(bie)是(shi)(shi)良好成形性(xing)(xing)和焊接性(xing)(xing)，因而和其他(ta)類(lei)的(de)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)比(bi)較(jiao)(jiao)，經(jing)常(chang)降低了(le)(le)總的(de)成本(ben)。奧(ao)(ao)氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)雖然有(you)很多種類(lei)，但300系列(lie)是(shi)(shi)最老的(de)也是(shi)(shi)應用(yong)最廣的(de)。這類(lei)鋼(gang)(gang)大部分(fen)是(shi)(shi)在(zai)18Cr-8Ni系的(de)基(ji)礎上加入合金元素(su)或者(zhe)是(shi)(shi)進行變質，而得到獨特的(de)性(xing)(xing)能(neng)或者(zhe)使性(xing)(xing)能(neng)更完備。
304型(xing)(xing)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)是(shi)這個系列鋼(gang)(gang)(gang)的(de)基礎(chu)，加上304L代(dai)表了最常(chang)選用(yong)(yong)的(de)奧氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)。在316型(xing)(xing)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)中(zhong)(zhong)用(yong)(yong)質量(liang)(liang)分數大(da)約2%的(de)仩替代(dai)等(deng)量(liang)(liang)的(de)鉻(ge)以(yi)改(gai)善耐點蝕能力。在穩定化的(de)321和(he)(he)347鋼(gang)(gang)(gang)中(zhong)(zhong)分別少(shao)量(liang)(liang)的(de)鈦和(he)(he)鈮(ni)，它們和(he)(he)碳(tan)(tan)結合以(yi)減少(shao)由于析(xi)出富鉻(ge)碳(tan)(tan)化物而引起的(de)晶間(jian)腐(fu)蝕。在上世紀60年代(dai)普(pu)遍使用(yong)(yong)L類鋼(gang)(gang)(gang)，這是(shi)由于利用(yong)(yong)AOD（氬-氧脫(tuo)碳(tan)(tan)）方法熔煉，降低了標準型(xing)(xing)（非(fei)低碳(tan)(tan)鋼(gang)(gang)(gang)）和(he)(he)低碳(tan)(tan)型(xing)(xing)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)之間(jian)的(de)價格差別。這類低碳(tan)(tan)型(xing)(xing)號不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)（304L，316L）已經廣泛用(yong)(yong)于受到(dao)晶間(jian)侵(qin)蝕和(he)(he)晶間(jian)應力腐(fu)蝕的(de)工作場合。
如ASTM A312中(zhong)，最廣泛使用的(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)材304、316、321和347以及(ji)它們的(de)(de)變(bian)(bian)種鋼(gang)(gang)(gang)(gang)都(dou)是(shi)(shi)18-8類型，含有(you)的(de)(de)名(ming)義成分(fen)（質量(liang)(liang)(liang)分(fen)數(shu)(shu)）是(shi)(shi)18%鉻(ge)和8%鎳(nie)。L類鋼(gang)(gang)(gang)(gang)代(dai)表(biao)低碳類的(de)(de)變(bian)(bian)種鋼(gang)(gang)(gang)(gang)，其(qi)名(ming)義碳的(de)(de)質量(liang)(liang)(liang)分(fen)數(shu)(shu)是(shi)(shi)0.03%。這(zhe)類鋼(gang)(gang)(gang)(gang)提(ti)高(gao)了(le)在(zai)(zai)腐(fu)蝕環(huan)境中(zhong)對晶間侵(qin)蝕的(de)(de)耐(nai)力。H類鋼(gang)(gang)(gang)(gang)碳的(de)(de)質量(liang)(liang)(liang)分(fen)數(shu)(shu)接近(jin)于0.1%，其(qi)高(gao)溫(wen)強度比標準鋼(gang)(gang)(gang)(gang)及(ji)L類鋼(gang)(gang)(gang)(gang)高(gao)，因而用于高(gao)溫(wen)場合(he)。N類鋼(gang)(gang)(gang)(gang)是(shi)(shi)在(zai)(zai)300系(xi)列鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中(zhong)有(you)意(yi)加(jia)入質量(liang)(liang)(liang)分(fen)數(shu)(shu)高(gao)達0.20%的(de)(de)氮(dan)（300N，316N）碳在(zai)(zai)含錳(meng)的(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)里(li)氮(dan)的(de)(de)加(jia)入量(liang)(liang)(liang)更高(gao)（錳(meng)增加(jia)氮(dan)在(zai)(zai)奧氏體相中(zhong)的(de)(de)溶解度）。較(jiao)高(gao)的(de)(de)氮(dan)含量(liang)(liang)(liang)可以增加(jia)奧氏體不銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)強度、抗磨損和耐(nai)點蝕能力。
含(han)有鈦和鈮的(de)鋼(gang)(gang)(gang)如321和347型(xing)稱(cheng)為(wei)穩定(ding)化鋼(gang)(gang)(gang)，因為(wei)加入(ru)這(zhe)兩種(zhong)元(yuan)素穩定(ding)了(le)碳(tan)(tan)，阻止其(qi)生(sheng)成M23C6型(xing)鉻(ge)的(de)碳(tan)(tan)化物(wu)。由于鈦和鈮的(de)加入(ru)量達到1.0%（質量分數）時可(ke)以(yi)有效地(di)減(jian)少基(ji)本中的(de)碳(tan)(tan)含(han)量使富(fu)鉻(ge)碳(tan)(tan)化物(wu)的(de)析出很(hen)困難(nan)，這(zhe)就降低了(le)敏(min)化的(de)可(ke)能性(xing)(xing)，而敏(min)化會(hui)導致在奧氏體(ti)鋼(gang)(gang)(gang)中產生(sheng)晶間(jian)腐蝕。還有很(hen)多(duo)其(qi)他鋼(gang)(gang)(gang)種(zhong)，包括超(chao)級奧氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)。由于 這(zhe)些(xie)鋼(gang)(gang)(gang)種(zhong)獨特(te)的(de)性(xing)(xing)能及對(dui)其(qi)焊接性(xing)(xing)的(de)特(te)殊考慮。
2. 奧(ao)氏(shi)體不銹鋼焊(han)接方(fang)法與焊(han)接材料(liao)的選擇
（1）焊(han)接方法
奧氏(shi)(shi)體(ti)體(ti)不銹鋼(gang)具有優良的(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)接性(xing)，幾乎所(suo)有的(de)熔焊(han)(han)(han)(han)(han)方法(fa)都(dou)可(ke)用(yong)于(yu)(yu)奧氏(shi)(shi)體(ti)不銹鋼(gang)的(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)接，許(xu)多特種(zhong)焊(han)(han)(han)(han)(han)接方法(fa)，如電(dian)阻點(dian)焊(han)(han)(han)(han)(han)、縫焊(han)(han)(han)(han)(han)、閃光焊(han)(han)(han)(han)(han)、激光與電(dian)子(zi)束焊(han)(han)(han)(han)(han)、釬焊(han)(han)(han)(han)(han)都(dou)是(shi)可(ke)用(yong)于(yu)(yu)奧氏(shi)(shi)體(ti)不銹鋼(gang)，就(jiu)根(gen)據(ju)具體(ti)的(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)接性(xing)與接頭使(shi)用(yong)性(xing)能的(de)要(yao)求，合理(li)選(xuan)擇最佳(jia)的(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)接方法(fa)。其中焊(han)(han)(han)(han)(han)條電(dian)弧焊(han)(han)(han)(han)(han)、鎢極氬弧焊(han)(han)(han)(han)(han)、熔化(hua)極惰性(xing)氣(qi)體(ti)保護(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)、埋(mai)弧焊(han)(han)(han)(han)(han)是(shi)較為經濟的(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)接方法(fa)。
(2) 焊(han)材選擇(ze)
對于奧(ao)氏(shi)體不銹鋼(gang)填充(chong)金屬的種(zhong)類，分成三(san)個部分，反映了AWS按焊接(jie)材料各(ge)類分別設定的三(san)種(zhong)標(biao)準。其(qi)中：
a. 不銹鋼焊條采用美國標準(zhun)AWS A5.4標準(zhun)用于焊條（我公(gong)司(si)焊材為GES-309，GES316L等）；
b. 不銹鋼(gang)焊(han)(han)(han)(han)(han)絲(si)采用(yong)(yong)美(mei)國標(biao)準(zhun)AWS A5.9、A5.22等標(biao)準(zhun)用(yong)(yong)于(yu)實心焊(han)(han)(han)(han)(han)絲(si)和金屬粉芯(xin)焊(han)(han)(han)(han)(han)絲(si)，氣體保(bao)護(hu)藥芯(xin)焊(han)(han)(han)(han)(han)絲(si)（我(wo)公司焊(han)(han)(han)(han)(han)材(cai)為GTS-309，GTS-316L等），所選(xuan)焊(han)(han)(han)(han)(han)絲(si)可用(yong)(yong)于(yu)氬弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)、富(fu)氬混(hun)合氣體保(bao)護(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)、二(er)氧化碳(tan)氣體保(bao)護(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)及(ji)埋弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)(han)接用(yong)(yong)填充材(cai)料；
c.不銹鋼(gang)埋弧焊(han)主要(yao)選用(yong)氧化性(xing)弱的中性(xing)或(huo)堿性(xing)焊(han)劑(ji)。
(3) 高(gao)鉬鋼焊(han)接指南
我公司在M035項目上用(yong)的(de)(de)奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹鋼有316L和(he)254SMO（ASTM A258 S31254），其中254SMO是我公司第一(yi)次焊(han)接的(de)(de)超級奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹鋼材料，由于(yu)(yu)其使用(yong)條件嚴格（用(yong)于(yu)(yu)腐蝕性(xing)環境(jing)），材料昂貴（包括母材和(he)焊(han)材），且焊(han)工不(bu)(bu)太熟悉，操作性(xing)有一(yi)定的(de)(de)難(nan)度，因此對焊(han)接時要求注(zhu)意的(de)(de)重點(dian)列出用(yong)以指導(dao)焊(han)接人(ren)員和(he)檢驗人(ren)員。具(ju)體(ti)內(nei)容如下：
為防焊接煙塵及Ar氣對焊接人員(yuan)的(de)傷害，焊接作(zuo)業要(yao)在通風的(de)環境中進行；
所有的(de)焊縫都(dou)應該略有余高，應該避(bi)免出現平的(de)或下凹狀的(de)焊縫；
焊前一般不需要(yao)預(yu)熱(re)，若環境溫度(du)低于2℃，在距離焊縫區300mm的范圍內(nei)應至少(shao)加(jia)熱(re)到比(bi)周圍環境溫度(du)高(gao)10℃。
層(ceng)間溫度不能(neng)大于100℃，線能(neng)量不能(neng)超(chao)過1.5KJ/mm
焊(han)(han)件表面的金屬氧化(hua)物(wu)會導(dao)致焊(han)(han)接缺陷，因此焊(han)(han)前(qian)對雜質的清理(li)十(shi)分重(zhong)要，通常(chang)清理(li)范圍(wei)(wei)從焊(han)(han)縫處向兩側各(ge)延伸50mm，清理(li)范圍(wei)(wei)應當(dang)包括工(gong)作坡(po)口加工(gong)的邊緣以(yi)及空(kong)心(xin)管四(si)周(zhou)和管子內表面。注意：金屬絲(si)刷(shua)并(bing)不能完全清理(li)這些(xie)殘(can)留物(wu)，用熱(re)水沖洗(xi)或擦洗(xi)或許是一個好(hao)方(fang)法(fa)。
焊接盡可(ke)能(neng)在1G和2F位置進行
焊(han)接接頭(tou)設計(ji)必須使打底焊(han)能很(hen)好的(de)熔透，引弧(hu)點(dian)要(yao)在坡(po)口(kou)內(nei)，沿(yan)坡(po)口(kou)出現(xian)的(de)電(dian)弧(hu)掃掠(lve)要(yao)打磨(mo)干凈。每一起弧(hu)與收弧(hu)處必須打磨(mo)干凈。
定(ding)位焊需要背部(bu)保護氣體，每一個接頭(tou)都必(bi)須打磨；
將焊接(jie)處不能(neng)接(jie)觸銅(tong)和黃銅(tong)（由(you)銅(tong)和鋅組成的銅(tong)合(he)金），因為銅(tong)和鋅的加入可能(neng)導(dao)致裂紋的形(xing)成。
二、鐵素體-奧氏體雙相不銹鋼(gang)的焊接
1. 鐵素體-奧氏體雙相不銹鋼的概述
鐵素(su)(su)體(ti)(ti)-奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)雙(shuang)相不銹(xiu)鋼(gang)(gang)名字(zi)是來自于(yu)其室溫微(wei)觀組(zu)織，其中大概一(yi)(yi)半是鐵素(su)(su)體(ti)(ti)，一(yi)(yi)半是奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)。在20世紀30年(nian)(nian)代(dai)就知(zhi)道有(you)雙(shuang)相不銹(xiu)鋼(gang)(gang)，它時快時慢(man)的(de)(de)(de)(de)(de)開發過程明顯(xian)地受到(dao)周期性的(de)(de)(de)(de)(de)鎳短缺的(de)(de)(de)(de)(de)影響。直(zhi)到(dao)1982年(nian)(nian)美(mei)國《焊(han)(han)接手(shou)冊》也沒有(you)認(ren)可雙(shuang)相不銹(xiu)鋼(gang)(gang)是不銹(xiu)鋼(gang)(gang)中單獨的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)類。在那(nei)時《焊(han)(han)接手(shou)冊》把較早的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)種(zhong)雙(shuang)相不銹(xiu)鋼(gang)(gang)-329型不銹(xiu)鋼(gang)(gang)列在奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)中。至少有(you)一(yi)(yi)家329型不銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)制(zhi)造商建(jian)議(yi)(yi)不要(yao)焊(han)(han)接這種(zhong)鋼(gang)(gang)，在20世紀50年(nian)(nian)代(dai)開發的(de)(de)(de)(de)(de)鑄造合(he)金(jin)CD4MCu焊(han)(han)接后很脆。從上世紀80年(nian)(nian)代(dai)初這種(zhong)鋼(gang)(gang)迅速開發，在同一(yi)(yi)時期召開的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)系列國際雙(shuang)相不銹(xiu)鋼(gang)(gang)會議(yi)(yi)編(bian)撰的(de)(de)(de)(de)(de)文(wen)集中，記錄了(le)這個開發過程。至今這種(zhong)鋼(gang)(gang)已被用(yong)于(yu)廣泛(fan)領域，主要(yao)用(yong)于(yu)要(yao)求優異耐腐蝕性的(de)(de)(de)(de)(de)場合(he)。在這一(yi)(yi)時期，鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)接和耐腐蝕性有(you)了(le)明顯(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)改(gai)善，這主要(yao)是由于(yu)認(ren)識(shi)到(dao)氮作為一(yi)(yi)種(zhong)合(he)金(jin)元素(su)(su)可以起關鍵作用(yong)。
雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)是(shi)(shi)用(yong)在(zai)(zai)能充分發揮其優點，即優異的(de)耐腐(fu)蝕(shi)性(xing)和高(gao)強度或者二者兼有的(de)應用(yong)場合。因(yin)為它(ta)含有比奧(ao)氏(shi)體不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)更高(gao)的(de)鐵素體相(xiang)(xiang)成(cheng)分，所以(yi)(yi)有高(gao)的(de)鐵磁性(xing)、高(gao)熱傳導性(xing)和低(di)的(de)線脹系數。雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)最多(duo)的(de)是(shi)(shi)被選(xuan)用(yong)于(yu)(yu)耐腐(fu)蝕(shi)場合，已經(jing)在(zai)(zai)很多(duo)可能發生(sheng)應力腐(fu)蝕(shi)裂紋和點蝕(shi)的(de)應用(yong)環(huan)境中代替(ti)了奧(ao)氏(shi)體不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)。它(ta)們(men)在(zai)(zai)絕(jue)大多(duo)數腐(fu)蝕(shi)場合遠優于(yu)(yu)結構而(er)又具有相(xiang)(xiang)當(dang)的(de)強度。譬(pi)如雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)已廣泛用(yong)于(yu)(yu)陸(lu)地和海洋中的(de)油、氣管(guan)(guan)道。由于(yu)(yu)雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)在(zai)(zai)相(xiang)(xiang)對(dui)不(bu)(bu)(bu)高(gao)的(de)溫(wen)度下(xia)就會(hui)形(xing)成(cheng)很多(duo)脆性(xing)析(xi)出物，所以(yi)(yi)不(bu)(bu)(bu)推薦用(yong)于(yu)(yu)超過280攝氏(shi)度的(de)工(gong)作場合。它(ta)們(men)比奧(ao)氏(shi)體不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)貴(gui)(gui)，倒不(bu)(bu)(bu)是(shi)(shi)完全因(yin)為合金元素貴(gui)(gui)，而(er)主要是(shi)(shi)由于(yu)(yu)從鑄態到(dao)最終的(de)板材、薄板、管(guan)(guan)件的(de)加工(gong)費用(yong)貴(gui)(gui)。然而(er)它(ta)們(men)提供了優異的(de)而(er)腐(fu)蝕(shi)性(xing)并可降低(di)重(zhong)量，在(zai)(zai)中等(deng)程度侵蝕(shi)性(xing)介質中可能用(yong)來代替(ti)某些鎳基合金，而(er)價格僅為原來的(de)幾分之一。
雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)典型的(de)(de)屈服強(qiang)度(du)(du)(du)大(da)約(yue)是425MPa，和奧氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)210MPa比較強(qiang)度(du)(du)(du)要(yao)高(gao)得(de)多。因為雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)強(qiang)度(du)(du)(du)高(gao)，其硬度(du)(du)(du)也(ye)高(gao)，所以(yi)在(zai)要(yao)求耐腐蝕同時(shi)要(yao)求耐磨(mo)損的(de)(de)場合，這種鋼(gang)(gang)更有優勢。與此同時(shi)，雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)具有良好(hao)的(de)(de)焊接(jie)性(xing)，與鐵素體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)及奧氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)相(xiang)比，它既(ji)不(bu)像(xiang)(xiang)鐵素體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)焊接(jie)熱影(ying)響區，由于(yu)晶(jing)粒(li)嚴重粗化而使塑(su)韌(ren)性(xing)大(da)幅(fu)度(du)(du)(du)降(jiang)低(di)，也(ye)不(bu)像(xiang)(xiang)奧氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)那樣，對(dui)焊接(jie)熱裂紋比較敏感。當今大(da)多數的(de)(de)雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)都是有好(hao)的(de)(de)韌(ren)度(du)(du)(du)和延性(xing)，然而它們在(zai)低(di)溫時(shi)有韌(ren)脆轉變，所以(yi)一般(ban)不(bu)適合用于(yu)低(di)溫。雙(shuang)(shuang) 不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)工作(zuo)溫度(du)(du)(du)范圍一般(ban)限于(yu)-40～280攝氏(shi)(shi)度(du)(du)(du)。
雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的線脹(zhang)系數和碳鋼(gang)(gang)、低(di)合(he)(he)金鋼(gang)(gang)接近。由(you)于(yu)這(zhe)種(zhong)相(xiang)(xiang)似性，這(zhe)種(zhong)鋼(gang)(gang)也(ye)可用于(yu)需(xu)要(yao)雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)和碳鋼(gang)(gang)配合(he)(he)使用的高壓容器類的結(jie)構(gou)。這(zhe)種(zhong)情況下，相(xiang)(xiang)對(dui)于(yu)使用奧氏體不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)，能減少由(you)于(yu)熱膨(peng)脹(zhang)不(bu)(bu)同引起的熱應力(li)。然而(er)由(you)于(yu)雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)中析出(chu)反應在較低(di)溫度下發生(sheng)，因而(er)它不(bu)(bu)適宜(yi)用于(yu)需(xu)要(yao)進行消(xiao)除應力(li)熱處理(li)（焊(han)后熱處理(li)）的場合(he)(he)。
2. 雙(shuang)相(xiang)不銹鋼的(de)化學成分及(ji)組織特點
a. 化學成分
目前，國際上(shang)普遍采用的鐵素體-奧氏(shi)體雙相不銹(xiu)鋼(gang)(gang)可為Cr18型(xing)、Cr23型(xing)、Cr22型(xing)、Cr25型(xing)四類。對(dui)于Cr25型(xing)雙相不銹(xiu)鋼(gang)(gang)，也(ye)有普通雙相不銹(xiu)鋼(gang)(gang)和超(chao)(chao)級雙相不銹(xiu)鋼(gang)(gang)之(zhi)分，當(dang)點蝕指數(shu)PREN（PREN=w(Cr)+ 3.3w(Mo)+16 w(N)）>40時(shi)，稱為超(chao)(chao)級雙相不銹(xiu)鋼(gang)(gang)，
我國(guo)列入國(guo)家的(de)(de)鐵素體(ti)-奧氏體(ti)雙(shuang)相(xiang)不銹鋼(gang)主要有Cr18與(yu)Cr25兩大類型。另外一(yi)些與(yu)國(guo)外典型材料(liao)相(xiang)類似的(de)(de)鋼(gang)種也(ye)有生產和應用。
b. 組織特點
雙相(xiang)(xiang)不銹(xiu)鋼以(yi)單相(xiang)(xiang)δ鐵素體凝固結(jie)晶，當繼續冷卻(que)時，發生δ→γ相(xiang)(xiang)變(bian)，隨著溫度的(de)降低，δ→γ相(xiang)(xiang)變(bian)不斷進行(xing)。在(zai)平(ping)衡(heng)條件下(xia)或(huo)者(zhe)非快速冷卻(que)的(de)情況下(xia)，部分δ鐵素體將(jiang)保(bao)留到(dao)室溫，因此(ci)，室溫下(xia)的(de)組(zu)織為δ→γ雙相(xiang)(xiang)組(zu)織。
3. 雙(shuang)相(xiang)不銹鋼的焊接特點
焊(han)(han)接(jie)過(guo)程(cheng)是(shi)一個(ge)快速加熱(re)(re)(re)與快速冷卻的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)循環過(guo)程(cheng)。在加熱(re)(re)(re)過(guo)程(cheng)中，當(dang)熱(re)(re)(re)影響區(qu)(qu)的(de)(de)(de)溫(wen)度超過(guo)雙相(xiang)(xiang)不銹鋼的(de)(de)(de)固溶處(chu)理溫(wen)度，在1150~1400℃的(de)(de)(de)高(gao)(gao)(gao)溫(wen)狀態下(xia)，晶粒將(jiang)發(fa)生長大，而且發(fa)生γ→δ相(xiang)(xiang)變(bian)(bian)(bian)(bian)，γ相(xiang)(xiang)明顯減少，δ相(xiang)(xiang)增(zeng)多。一些鋼的(de)(de)(de)高(gao)(gao)(gao)溫(wen)近(jin)縫區(qu)(qu)會出現晶粒較粗大的(de)(de)(de)δ鐵素體組織。如果焊(han)(han)后的(de)(de)(de)冷卻速度較快，將(jiang)抑制(zhi)δ→γ的(de)(de)(de)二(er)次(ci)(ci)相(xiang)(xiang)變(bian)(bian)(bian)(bian)，使(shi)熱(re)(re)(re)影響區(qu)(qu)的(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)比例(li)失調，當(dang)δ鐵素體大于70%時(shi)，二(er)次(ci)(ci)轉(zhuan)變(bian)(bian)(bian)(bian)的(de)(de)(de)γ奧氏體也變(bian)(bian)(bian)(bian)成針狀和羽毛狀，具有魏氏組織特征，導致力學性能(neng)和耐腐蝕性能(neng)惡化。當(dang)焊(han)(han)后冷卻速度較慢時(shi)，則δ→γ的(de)(de)(de)二(er)次(ci)(ci)相(xiang)(xiang)變(bian)(bian)(bian)(bian)比較充分，室溫(wen)下(xia)為(wei)相(xiang)(xiang)比例(li)較為(wei)合適的(de)(de)(de)雙相(xiang)(xiang)組織。因此，為(wei)防止熱(re)(re)(re)影響區(qu)(qu)的(de)(de)(de)快速冷卻，使(shi)δ→γ二(er)次(ci)(ci)相(xiang)(xiang)變(bian)(bian)(bian)(bian)較為(wei)充分，保證(zheng)較合理的(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)比例(li)，足夠的(de)(de)(de)焊(han)(han)接(jie)熱(re)(re)(re)輸入(ru)是(shi)必要的(de)(de)(de)。隨著母(mu)材厚度的(de)(de)(de)增(zeng)加，焊(han)(han)接(jie)熱(re)(re)(re)輸入(ru)應適當(dang)提高(gao)(gao)(gao)。
對(dui)于雙相(xiang)不銹鋼(gang)焊(han)縫金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)，仍以單相(xiang)δ鐵素(su)體凝固(gu)結晶(jing)，并隨溫度(du)的(de)(de)降(jiang)低(di)發生δ→γ組織(zhi)轉變。但由(you)于其熔(rong)化-凝固(gu)-冷卻相(xiang)變是(shi)(shi)一個速度(du)較快的(de)(de)不平衡過程，因(yin)此(ci)，焊(han)縫金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)冷卻過程中的(de)(de)δ→γ組織(zhi)轉變必然是(shi)(shi)不平衡的(de)(de)。當焊(han)縫金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)的(de)(de)化學成(cheng)(cheng)分(fen)與母(mu)材成(cheng)(cheng)分(fen)相(xiang)同(tong)，或(huo)者母(mu)材自熔(rong)時，焊(han)縫金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)中的(de)(de)δ相(xiang)將偏高(gao)，而γ相(xiang)偏低(di)。為了保證焊(han)縫金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)中有足夠的(de)(de)γ相(xiang)，應(ying)提高(gao)焊(han)縫金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)化學成(cheng)(cheng)分(fen)的(de)(de)Ni當量，通常的(de)(de)方法是(shi)(shi)提高(gao)奧(ao)氏(shi)體化元素(su)（Ni、N）的(de)(de)含量，因(yin)此(ci)就出現了焊(han)縫金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)的(de)(de)超合(he)金(jin)(jin)(jin)化的(de)(de)特點。
雙相(xiang)不銹鋼(gang)具(ju)有(you)良好的(de)焊(han)(han)(han)(han)接性，盡(jin)管其凝(ning)固結晶為單相(xiang)鐵(tie)素(su)體(ti)，但在(zai)一般的(de)拘(ju)束條件下，焊(han)(han)(han)(han)縫金屬的(de)熱裂紋敏感(gan)性很(hen)小，當雙相(xiang)組織(zhi)的(de)比例適(shi)當時，其冷裂紋敏感(gan)性也較低。但應注(zhu)意(yi)，雙相(xiang)不銹鋼(gang)中(zhong)畢竟(jing)具(ju)有(you)較高(gao)的(de)鐵(tie)素(su)體(ti)，當拘(ju)束度較大及焊(han)(han)(han)(han)縫金屬含(han)氫量較高(gao)時，還存在(zai)焊(han)(han)(han)(han)接氫致裂紋的(de)危險。因此，在(zai)焊(han)(han)(han)(han)接材料選(xuan)擇與焊(han)(han)(han)(han)接過(guo)程中(zhong)應控制氫的(de)來源。
另請注(zhu)意：雙相(xiang)(xiang)鋼(gang)(gang)與雙相(xiang)(xiang)不銹鋼(gang)(gang)定義不同，雙相(xiang)(xiang)鋼(gang)(gang)是指由低(di)碳(tan)鋼(gang)(gang)或(huo)低(di)合金(jin)高強度(du)鋼(gang)(gang)經臨界處理(li)或(huo)控(kong)制軋(ya)制而(er)得到的主(zhu)要由鐵素體(ti)和(he)馬(ma)氏體(ti)所組成的鋼(gang)(gang)。
4. 焊(han)接工藝方法與焊(han)接材料
a. 焊接(jie)工藝方(fang)法
到(dao)目(mu)前為止，焊(han)條(tiao)電弧焊(han)、鎢(wu)極氬弧焊(han)、熔化(hua)極氣體保護焊(han)（采用實心(xin)焊(han)絲或藥芯(xin)焊(han)絲）、甚至埋弧焊(han)都可用于鐵素體-奧氏體雙相不(bu)銹鋼的(de)焊(han)接(jie)。
b. 焊(han)接(jie)工藝(yi)方法選擇(ze)及(ji)坡口形式與尺寸
根(gen)據管、板厚度及相應的焊接(jie)工藝(yi)方法選擇及坡口(kou)尺(chi)寸。
c. 雙相不(bu)銹鋼(gang)鋼(gang)焊接(jie)指南
我公司(si)在M021項(xiang)目(mu)上用(yong)的雙相不銹鋼為(wei)(wei)ASTM A790 S32750和S32760，且此二(er)者皆(jie)為(wei)(wei)超(chao)級(ji)雙相不銹鋼，所選焊接方法為(wei)(wei)GTAW，所選焊絲為(wei)(wei)SANDVIK 25.10.4.L。焊接時的注意(yi)與焊接超(chao)級(ji)奧(ao)氏體(ti)類似，但層間溫度(du)可控制為(wei)(wei)150攝氏度(du)以下。
d. 不(bu)銹鋼焊接材料品牌
到目前(qian)為止，焊條電弧(hu)焊、鎢極氬弧(hu)焊、已經在(zai)我公司進(jin)行使(shi)(shi)用(yong)，現(xian)在(zai)正在(zai)使(shi)(shi)用(yong)的焊材如下(xia)表：
