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1、双相不锈钢的焊接性及其焊接材料1.双相不锈钢简介在一些氯化物、硫化物、醋酸、甲酸等介质的石化装置中，一般奥氏体不锈钢难以防 止应力腐蚀（SCC）、点蚀和洞穴式局部腐蚀 。双相不锈钢的研究、开发、应用经历了三 代：1.双相不锈钢简介钢牌号国别CCrNiMoSiMnN其他第 一 代3RE60 Uranus50瑞典 芬兰0.03 0.0418.5 21.54.9 6.52.7 1.51.7 -2.0 - -Cu=1.0 2.0 第 二 代SAF2205 DP-3 08X21H6M2T 0Cr21Ni5Ti瑞典 日本 俄国 中国0.03 0.03 0.08 0.0622.0 25.0 21.0 22.
2、05.5 6.5 6.5 5.83.0 3.5 2.0 -0.8 - - 0.82.0 W=0.4 - 0.80.14 0.20 - -Cu=0.2 0.8Ti=5(C% 0.02) 第 三 代SAF2507 DP-3W 0Cr26Ni5Mo3瑞典 日本 中国0.03 0.03 0.0525.5 25.0 26.57.0 7.0 5.04.5 3.0 3.0- - 1.0- W=2.5 1.00.30 0.32 -Cu=0.5 Cu=0.8三代双相不锈钢的部分牌号及化学成分（三代双相不锈钢的部分牌号及化学成分（% %）1.双相不锈钢简介双相不锈钢组织应奥氏体双相不锈钢组织应奥氏体A50%A50
3、%，铁素体铁素体F50%F50%，实际二者比例实际二者比例60%60%40%40%。20 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40302826 242220 1816 1412 1086 4F+MAFA+MM M+FA+M+FA+F26-2123-13 18-12-2 19-10 E2510 E220929-9(A1002)0% 5% 10%20%40%80%100%镍当量=%Ni+30%C+0.5%Mn铬当量=%Cr+%Mo+1.5%Si+0.5%Nb 不锈钢焊缝金相组织在舍菲尔组织图中的参考位置不锈钢焊缝金相组织在舍菲尔
4、组织图中的参考位置A-A-奥氏体奥氏体F-F-铁素体铁素体M-M-马氏体马氏体1.双相不锈钢简介双相不锈钢的最大优点双相不锈钢的最大优点比奥氏体钢比奥氏体钢 S S高近一倍高近一倍 塑韧性好塑韧性好对氯化物、对氯化物、 硫化物有优硫化物有优 异的抗异的抗SCCSCC抗点蚀、缝抗点蚀、缝 隙洞穴腐蚀隙洞穴腐蚀 能力强能力强线胀系数比线胀系数比 奥氏体钢低奥氏体钢低 接近低碳钢接近低碳钢双相不锈钢的不足之处（与奥氏体钢相比）双相不锈钢的不足之处（与奥氏体钢相比）耐热性较低耐热性较低 250250以下以下锻压、冷冲锻压、冷冲 成型性不如成型性不如 奥氏体钢奥氏体钢存在中温脆存在中温脆 性区性区 相、
5、相、475475脆性脆性1.双相不锈钢简介评价抗局部孔蚀的能力用PREN（抗孔蚀当量 指数）表示：PREN=Cr%+3.3Mo%+16N%钢种化学成分（%）PREN组织CCrNiMoN 308L 316L0.03 0.0320 1810 12- 2- -20 25奥 氏 体 2205 255 25070.03 0.03 0.0322 25 255 6 73 3 40.15 0.20 0.2534 38 42双 相 钢1.双相不锈钢简介不同组织不锈钢的力学性 能组织 类别钢种热处 理状 态力学性能硬 度 S (MPa) b (MPa) 5 (% ) HV奥氏 体0Cr18Ni9固溶2053005
6、20580 40200双相 钢SAF2205 DP-3W 0Cr26Ni5Mo2固溶550580 560590 400450750780 760780 62065030 20 30220 270 250 铁素 体00Cr18Mo2退火250270420450302001.双相不锈钢简介双相不锈钢的冶炼要求高，采用真空脱碳（VOD）和氩气脱碳（AOD），价贵产量小，约占 世界不锈钢产量的1%，1990年2.4万吨，1999年 11万吨，2002年约20万吨。中国双相不锈钢上世纪60年代开始研究，分Cr18、Cr22、Cr25三种，产量大约2000吨， 2001年用量约4000吨，有1/2随工程进
7、口。2.双相不锈钢的焊接性双相不锈钢的焊接性兼顾了奥氏体钢和铁素体钢各自的优点，削弱了各自的不足。双相不锈钢的焊接性双相不锈钢的焊接性热裂纹敏热裂纹敏 感性低于感性低于 奥氏体钢奥氏体钢 因因F50%F50% 可打乱可打乱A A 结晶方向结晶方向氢致冷裂氢致冷裂 低于低合低于低合 金钢因金钢因 A50%A50%可可 溶氢溶氢存在脆性区存在脆性区 相（相（700700 950950） 475475脆性（脆性（ 相）工相）工 作温度低于作温度低于 250250焊接焊接HAZHAZ快快 冷非平衡冷非平衡 多余铁素多余铁素 体引起腐体引起腐 蚀及脆化蚀及脆化2.双相不锈钢的焊接性焊后经检验如发现有相和
8、 相（475脆性）可用固溶处理消除。双相不锈钢固溶处理及双相不锈钢固溶处理及相、相、475475脆性的温度范围脆性的温度范围 内容SAF2205及 2507双相钢等超级双相钢（ 00Cr25Ni7Mo3CuN等） 固溶处理温度 相形成温度 475脆性 ()1040 700950 300525 10251100 7001000 320550 3.双相不锈钢的焊接材料双相不锈钢的种类虽多，但工程上应用最多的是SAF2205(00Cr22Ni5Mo3N)，约占80%，超级双相钢SAF2750(00Cr25Ni7Mo4N)约占13%。 配套的焊接材料多用E2209(00Cr23Ni9Mo3N)和E25
9、10(00Cr25Ni10Mo4N)，国内用E312(29-9)较多，如金桥A1002(29-9)，大西洋CHS29.9，锦泰JS312、JS2209等。 3.双相不锈钢的焊接材料双相钢及异种金属的焊接材 料钢种2304(Cr18)2205(Cr22)255(Cr25)超级双相钢2304(Cr18)E2209 E2304E2209E2209E22092205(Cr22)E2209E2209E2510E2510255(Cr25)E2209E2510E2510E2510超级双相钢E2209E2510E2510E2510304E309LMo E2209E309LMo E2209E309LMo E22
10、09E309LMo316E309LMo E2209E309LMo E2209E309LMo E2209E309LMo E2209低合金高强钢E309LE309LE309LE309L焊条熔敷金属含焊条熔敷金属含F40%F40%3.双相不锈钢的焊接材料双相不锈钢焊材主要是焊条，但也有少量的实芯焊丝和药芯焊丝，如Sandvik的ER312、ER2209(用于TIG、MIG），药芯焊丝FCW2209、FCW2553等。4.双相不锈钢的应用前景双相不锈钢能胜任强酸、强碱、硫化物、氯化物中抗点蚀、应力腐蚀（SCC）、缝隙孔 穴式腐蚀。 双相不锈钢又具有高强度、高韧性，故在能源、交通、环保等得到应用，如桥梁
11、、船 舶、汽车、高速列车、飞机，以及沿海城市 和化工区的装饰建筑等。4.双相不锈钢的应用前景（1）美国俄勒冈州（ OREGON）COOS海湾大桥， 长235m，宽20m，设计寿 命120年，用双相钢 SAF2205，用钢365吨，耗资耗资12001200万美元。在含盐的潮湿空气中，易产万美元。在含盐的潮湿空气中，易产生生SCCSCC，以前的钢桥只服役以前的钢桥只服役1717年就被腐蚀严重年就被腐蚀严重 而坍塌。而坍塌。4.双相不锈钢的应用前景（2）瑞典斯德哥尔 摩Sickla运河， 1997年建了一座长 62m的公路桥，材 质SAF2205双相不 锈钢，用钢80吨， 桥的造型如同一架 弓形钢琴
12、，有“海 市蜃楼”之称。瑞典瑞典SicklaSickla运河上的运河上的 双相钢（双相钢（22052205）公路桥）公路桥4.双相不锈钢的应用前景受氯化物侵蚀的双相钢 制造的热交换器（ SAF2507）船舶用双相不锈钢（船舶用双相不锈钢（DSD-TDSD-T） 螺旋桨轴螺旋桨轴 高泽制作所（株）高泽制作所（株） 石油脱硫双相钢（石油脱硫双相钢（SAF2205SAF2205）制造的加热干燥装置制造的加热干燥装置4.双相不锈钢的应用前景日本电力公司的海水淡化厂日本电力公司的海水淡化厂 透析高浓度氯化物的双相钢（透析高浓度氯化物的双相钢（DP-3WDP-3W）容器及管道容器及管道双相钢（双相钢（SA
13、F2205SAF2205）结构结构的林肯超长轿车的林肯超长轿车提取海底石油和天然气用的提取海底石油和天然气用的脐状脐状ASF2507ASF2507无缝管无缝管4.双相不锈钢的应用前景此外，一些污水处理厂、城市饮用水处理厂、高级游泳池、造纸厂，以及某些沿海城 市的艺术雕塑金字塔（如英国日光金字塔） 等采用了耐蚀的双相不锈钢，香港会展中心 屋顶用双相钢。双相不锈钢的应用随着制造技术进步，价格降低，将会不断发展，应不断研发出配套 的焊接材料。请提宝贵意见，谢谢！锅炉压力容器压力管道 焊工考试规则第一十三条：焊接操作技能考试应从焊 接方法、试件材料、焊接材料及试件 形式等方面进行考核。焊接方法及代号见
14、表1，焊条类别代号及适用范围见表2，试件钢号分类及代号见表3，各种试件形式、位置及代号见表4， 焊接要素及代号见表5。表1 焊接方法及代号焊接方法代号焊条电弧焊SMAW钨极气体保护焊GTAW熔化极气体保护焊GMAW（含药芯焊丝电弧 焊FCAW）埋弧焊SAW（一）、“2002年考规”对八种焊接方 法的焊工考试作出规定，除此以外的 焊接方法都按四十三条规定进行考试 。 药芯焊丝电弧焊考试规定与熔化极 气体保护焊相同，常用半自动与自动 焊方式( 实质上是手工焊与机械焊） 。 堆焊不能称为焊接方法，只是焊接 方法的运用，各种焊接方法焊接操作 技能考试规定也适用于堆焊的运用。 对于焊接方法按“2002年
15、考规”分 为手 工焊接和机械化焊接两种 方法；对焊工操作技能“2002年考规”分 为手工和焊机操作技能两种。对试件对接形式分为板材对接焊缝 、管材对接焊缝和管板角接头试件三 种。焊接不锈钢复合钢之间焊缝及过渡 焊缝的焊工，应取得耐蚀堆焊资格表2 焊条类别、代号及范围焊条类别焊条类别代 号相应型号牌号适用焊件的 焊条范围 钛钙型F1EXX03J422/J502F1纤维素型钛 型F2EXX10J505GXF1、F2钛型、钛钙 型F3EXXX(X)- 16/-17G202F1、F3低氢型、碱 性F3JEXX15/-16J427/J507 R507/R307F1、F3、 F3J钛型、钛钙F4EXXX(
16、X)- 16/-17A132/A302F4碱性F4JEXXX(X)- 16/-17A137/A307F4、F4J.二、锅炉、压力容器和压力管道使用国产 焊条所执行的国家标准有三个： GB/T9831995， GB/T5117 1995， GB/T51181995，行业标准一个： JB/T47472002。 表2 焊条代号、类别及适用范围 F1 钛钙型 EXX03 F1 （ J422、J502) GB/ T5117 这类焊条为钛钙型，药皮中含30%以上 的氧化钛和20%以下的钙或镁的碳酸盐 矿，熔渣流动性良好，脱渣容易，电弧稳定 熔池适中，飞溅少，焊波整齐。这类焊条 适用于全位置焊接，焊接电流为交流或直 流正、反接，主要焊接较重要的碳钢结构 。F2纤维素型EXX10，EXX11， （GB/T511
