双相不锈钢2205组织特点(材料号：1.4501超级双相不锈钢)
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双相不锈钢2205组织特点
双相不锈钢在室温下固溶体中奥氏体和铁素体约各占半数(2205含量应为30%～55%,典型值是45%左右),兼有两相组织特征,见图1。
它保留了铁素体不锈钢导热系数大、线膨胀系数小、耐点蚀、缝隙及氯化物应力腐蚀的特点;又具有不锈钢韧性好、脆性转变温度较低、抗晶间腐蚀、力学性能和焊接性能好的优点。
典型工况：20%稀硫酸，60℃以下，年腐蚀率＜0.1mm；。
第二代双相不锈钢一般称为标准双相不锈钢,成分特点是超低碳、含氮,其典型成分为22%Cr+5%Ni+0.17%N。
与第一代双相不锈钢相比,2205进一步提高氮含量,增强在氯离子浓度较高的酸性介质中的耐应力腐蚀和抗点蚀性能。
氮是强烈的奥氏体形成元素,加入到双相不锈钢中,既提高钢的强度且不显著损伤钢的塑韧性,又能抑制碳化物析出和延缓相形成。
在性能上的突出表现是屈服强度高和耐应力腐蚀。
材料号：1.4501超级双相不锈钢
X2CrNiMoCuWN25-7-4化学成分：。
X2CrNiMoCuWN25-7-4物理性能：。
（2）纵向弹性模量（20℃）/GPa:200；。
（4）热导率/w/(m.k)20℃:15；。
X2CrNiMoCuWN25-7-4+AT机械性能:。
屈服强度YieldStrengthN/mm2:530；。
伸长率ElongAtionA（%）min：25；。
X2CrNiMoCuWN25-7-4热处理规范及金相组织：。
（3）电站烟道气脱硫（FGD）装置上的应用。
超级双相不锈钢的焊接
双相不锈钢,作为不锈钢家族中一个重要的分支,将无与伦比的耐蚀性和较高的抗拉强度有机地结合于一身,长久以来在造船业、化学工业、建筑行业、海水淡化工业、石油和天然气工业等高强度和高耐蚀性需求的领域中占有重要地位。
尤其是近年来开发的新型双相不锈钢钢种,更是因其高性价比和高性能等优点,逐步取代奥氏体不锈钢和镍基合金的势头越来越明显。
双相不锈钢出色的性能完全得益于其合理的合金成分设计、平衡的铁素体与奥氏体的相比例和没有其他有害相的析出。
但是在双相不锈钢的焊接过程时,这种快速加热和急速冷却的过程总是会导致热影响区处的相比例偏离平衡位置,不适当的热输入也会造成一些有害的金属间化合物如Cr2N、、、M23C6等析出,进而降低热影响区处的耐蚀性,成为SCC裂纹扩展的源头。
同时,作为双相不锈钢焊接接头最容易出现问题的高温热影响区(HTHAZ)而言,焊接时的快速变温过程与距热源中心的距离的远近对高温HAZ的显微组织的转变和形貌也会产生影响。
作为常用石油化工设备,超级双相不锈钢焊接接头的性能问题随着其广泛应用而得到大量关注。
目前国内外有部分相关研究,但是关于超级双相不锈钢焊接接头的腐蚀问题仍未得到解决,由此引发的油气泄露和设备事故时有发生。
本文以石油化工为研究背景,开展了超级双相不锈钢焊接接头的组织和腐蚀行为的研究。
采用纯氩气保护气进行钨极氩弧焊,主要讨论焊接道次对组织和腐蚀性能的影响,综合评价合金元素Ni、Cr和Mo等元素分布及其对力学性能和耐蚀性的影响。
焊缝中心有较高的奥氏体含量,其腐蚀速率是焊根部位的0.68倍,而盖面和焊根奥氏体含量相近,但盖面由于其弥散且尺寸相对较大的晶内奥氏体表现出更好的耐腐蚀性,焊根是焊缝金属的薄弱区域。
并且HAZ析出大量的Cr_2N,经成分分析发现其周围存在明显的贫铬区,该区域会诱导点蚀萌发并向周围的铁素体相扩展。
在保护气中添加2%的氮气来研究氮气的添加对焊接接头不同区域组织及性能的影响。
SAF2507超级双相不锈钢是力学性能和耐腐蚀性能最为优良的双相不锈钢种之一,广泛运用于船舶海洋、桥梁管道、压力容器等场所。
SAF2507超级双相不锈钢拥有高性能的同时,拥有良好的焊接性能,钨极氩弧焊、搅拌摩擦焊、激光焊、等离子弧焊等焊接方式均可运用于焊接SAF2507超级双相不锈钢。
但SAF2507含有的高含量合金元素,也会使其在焊接接头容易析出金属间化合物,两相比例失衡,从而导致焊接结构力学及腐蚀性能的降低,尤其是激光焊接等高能量密度能源的焊接中更为严重,这在一定程度上阻碍SAF2507超级双相不锈钢在工程上的应用,也阻碍激光焊接等高效率焊接工艺在该合金中的应用。
因此,本文采用钨极氩弧焊、激光自熔焊以及激光-MIG复合焊三种焊接方式焊接SAF2507超级双相不锈钢,通过焊后热处理的方法改善焊接接头失衡的双相比例,消除接头中的金属间化合物,对比分析三种焊接接头的组织演变对力学及腐蚀性能的影响。
由于兼具优异的力学性能和耐腐蚀性能,2507超级双相不锈钢被广泛的应用于石油化工、海洋工程和船舶制造等领域。
传统的焊接方法往往会造成焊接接头两相比例失衡、铁素体晶粒粗化、脆性相析出、韧性以及耐腐蚀性能明显下降等问题。
将高能量密度的激光自熔焊接和激光-MIG复合焊接技术应用于2507超级双相不锈钢的焊接将有利促进该新型双相不锈钢的进一步应用。
本文首先尝试采用平板堆焊的方式研究离焦量对激光自熔焊焊接接头成型的影响、热源间距和热源相对位置对激光-MIG复合焊接过程中热源耦合效果和焊接质量的影响,在确定合适的离焦量和激光-MIG复合焊接参数的基础上,分别研究了激光功率、焊接速度以及激光功率和焊接电流对激光自熔焊接焊缝和激光-MIG复合焊接焊缝宏观成型、微观组织、成分以及两相比例的影响。
通过对实验结果的分析,进行焊接参数的调节和相关辅助工作的进一步完善,分别获得了成型良好的焊接接头。
并着重对两种焊接接头的宏观形貌、微观组织、力学性能和耐腐..。
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