S32760超級(jí)雙相不銹鋼管材焊接接頭組織及腐蝕原因分析
時(shí)間:2019-06-13
作者:無(wú)錫不銹鋼板
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S32760是在超級(jí)雙相鋼S32750基礎(chǔ)上加入W和Cu合金化而成的一種高合金的超級(jí)雙相不銹鋼,使用狀態(tài)下的組織為鐵素體和奧氏體,二者最佳比例為1:1。這樣組織比例使S32760超級(jí)雙相不銹鋼兼有奧氏體不銹鋼與鐵素體不銹鋼的雙重特征,具有比奧氏體不銹鋼更低的熱膨脹系數(shù)和更高的導(dǎo)熱率,它的孔蝕系數(shù)(PREN)大于40,具有優(yōu)異的含氯離子及酸性介質(zhì)環(huán)境下的耐應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂能力,良好的耐氯離子點(diǎn)蝕及縫隙腐蝕能力,具有良好的耐沖刷腐蝕及腐蝕疲勞,力學(xué)性能優(yōu)異,焊接性能良好。主要應(yīng)用于石油、天然氣、化工以及船舶等領(lǐng)域的腐蝕環(huán)境下,成為各種耐腐蝕工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的理想材料。超級(jí)雙相不銹鋼在實(shí)際應(yīng)用存在焊接問(wèn)題,焊接接頭的組織及其相比例影響焊接接頭的力學(xué)性能和腐蝕性能。
西安工業(yè)大學(xué)材料和化工學(xué)院的研究者們研究了氬弧焊S32760雙相不銹鋼管材焊接接頭的組織、相比例和焊縫腐蝕缺陷形貌,并分析了腐蝕的原因,為該材料實(shí)際焊接接頭組織分析等提供參考。
試驗(yàn)采用8mm壁厚Φ60mm的S32760雙相不銹鋼管材?;瘜W(xué)成分為:ω(C)≤0.030%,ω(Cr)=24~26%,ω(Ni)=6.0~8.0%,ω(Mo)=3.0~4.0%,ω(N)=0.20~0.30%,ω(Cu)=0.5~1.0%,ω(W)=0.5~1.0%,ω(Si)≤1.0%,ω(Mn)≤1.0%,ω(P)≤0.030%,ω(S)≤0.010%。管材的焊接開(kāi)V形坡口,焊接時(shí)用氬弧焊打底,手工電弧焊充填蓋面,氬弧焊焊絲牌號(hào)為曼斯特ZERON 100(ER2594),手工焊焊條牌號(hào)為E2594。
試驗(yàn)結(jié)果表明:
(1)氣體保護(hù)焊焊后不進(jìn)行熱處理,S32760雙相不銹鋼管材焊接接頭焊縫組織、熱影響區(qū)和母材的組織均為奧氏體和鐵素體雙相組織,焊縫金屬的奧氏體含量較多,并有少量的σ相。焊縫金屬的奧氏體組織比例為64%,鐵素體比例為36%,母材部分奧氏體比例為52%,鐵素體比例為48%。雙相不銹鋼焊接接頭熔合區(qū)結(jié)合良好,焊縫熱影響區(qū)寬度較小。
(2)焊縫的奧氏體在鐵素體晶界形成,向鐵素體晶內(nèi)生長(zhǎng),呈板條狀分布,部分奧氏體直接在鐵素體晶內(nèi)析出呈塊狀分布。
(3)實(shí)際焊接時(shí),焊接接頭腐蝕試驗(yàn)中出現(xiàn)腐蝕的原因與焊縫接頭焊后冷卻速度過(guò)慢、組織中奧氏體含量過(guò)多及析出σ相有關(guān),焊接時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制熱輸入及其焊接時(shí)的層間溫度。