双相钢S32205焊接性介绍

本文摘要（由ai生成）：

双相不锈钢 S32205 是一种具有优异耐腐蚀性和力学性能的不锈钢，其金相组织由α铁素体和γ奥氏体两相组成。相较于铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢，双相不锈钢 S32205 具有更高的韧性、更低的脆性转变温度、更好的耐晶间腐蚀性能和焊接性能等特点。N 在双相不锈钢 S32205 中起着重要作用，可以提高奥氏体相的耐点蚀能力，并控制焊接接头热影响区中两相比例的平衡。在焊接过程中，需要严格控制线能量和焊道间温度，以保证焊接接头的质量。

  双相不锈钢S32205金相组织由α铁素体和γ奥氏体两相组成，体积分数大致各占50%。因此，双相不锈钢兼有奥氏体不锈钢与铁素体不锈钢的双重特征。与铁素体不锈钢相比，其韧性高，脆性转变温度低，耐晶间腐蚀性能和焊接性能显著提高，同时保留了铁素体不锈钢导热系数高、膨胀系数小、具有超塑性等特性；而与奥氏体不锈钢相比，屈服强度和抗疲劳强度显著提高，约为奥氏体不锈钢的2倍，耐点蚀能力约为奥氏体不锈钢的1.8倍，且耐应力腐蚀、缝隙腐蚀和疲劳腐蚀能力有明显提升。

  N在强化S32205双相钢中起着重要作用，同时N可以提高奥氏体相的耐点蚀能力，与富含Cr、Mo的铁素体相取得腐蚀平衡，提升材料的整体抗点蚀能力。另外N作为奥氏体化元素，可以控制焊接接头热影响区中两相比例的平衡，避免焊接热影响区内，因温度升高，铁素体相比例升高，对N和Ni的成分按上限控制，以保证焊接热影响区内，高温铁素体可转变为奥氏体，以提升焊接接头的耐蚀性。

  S32205以铁素体作为凝固初生相，可以溶解更多的杂质元素，同时增加晶界结合面，另外其导热系数高、膨胀系数小，不会产生很大的残余应力，相比奥氏体不锈钢具有较高抵抗热裂纹的能力。

S32205焊接接头的质量，取决于焊缝和热影响区中α铁素体和γ奥氏体含量的平衡和两相组织的均匀性，而焊接接头在焊接热循环的作用下会发生一系列微观组织变化，这种变化不管对其力学性能还是耐腐蚀性能都有着重大的影响。在焊接过程中，焊缝金属从液态到固态，从凝固点到1200℃为高温δ铁素体组织；从1200℃~800℃，γ奥氏体从δ铁素体中析出。另外在其他的温度区域，还会有别的析出反应，如下图所示，S32205长时间在400~540℃范围内，会导致α相析出而产生475℃脆化现象；如果长时间在600~925℃范围内，特别实在750℃左右，α铁素体会析出σ相；在此温度区间同时还会析出碳化物M₂₃C₆、氮化物Cr₂N等，这些析出相不但会显著降低S32205的室温韧性，还会降低材料的耐腐性性。 

所以在S32205焊接时，必须严格控制线能量和焊道间温度。线能量太小，冷却速度过快，不利于奥氏体析出，造成铁素体含量增加，导致冲击韧性和耐腐蚀性降低；线能量太大，则会造成热影响区铁素体晶粒粗大，中温停留时间长，容易造成中间相析出。因此，选择合适的焊接工艺十分重要。

                 双相钢S32205时间、温度、析出曲线