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研究经济型双相不锈钢焊接工艺的必要性
发布者: 发布时间:2016/5/31 阅读:1244

双相不锈钢因只有优良的力学性能和耐腐蚀性能而被广泛应用于沿海建筑、石油化工、发电站以及造纸等行业。其中,以SAF2205为代表的双相不锈钢得到了广泛的应用,并开始逐步取代传统的奥氏体不锈钢。然而,自2000年以来,受国际镍价的波动,开发节镍经济型双相不锈钢成为未来双相不锈钢的一种发展趋势。日前,纳入UNS和ASTMA240/A240M-09标准的节镍经济型3R相不锈钢有UNS S32001,S32003,S32101等。其中,以瑞典公司开发的LDX2101 (UNS 532101)相平衡性最好,已开始应用于核电、储罐等行业,并在AP1000核电站中选用为换料水池、换料通道和乏燃料水池等重要结构的材料。尽管经济型双相不锈钢己得到比较广泛的应用.但由于其具有双相组织,焊接问题仍然是需要解决的难题。因此,对经济型双相不锈钢的焊接研究进展进行系统总结和讨论,对指导工程应用其有很重要的实际意义。
  
双相不锈钢的固溶组织中既有铁素体相,又有奥氏体相,其相比例人约为1:1。经济型双相不锈钢因在冶金过程中通过降低Ni,Mo等贵重金属的含量,并提高N,Mn等元素的含量,从而保证了微观组织中铁素体相和奥氏体相的平衡,因此也降低了经济型双相不锈钢的冶金成本。与传统奥氏体不锈钢304,316L相比,其强度更高,韧塑性更好;在耐蚀性方面,尤其是在耐晶问腐蚀、耐氯化物应力腐蚀和孔蚀方面,优势更加明显;在满足相同要求的条件下,采用经济型双相不锈钢,可以减轻重量,进而减少其使用成本。
   
近年来,国内学者对经济型双相不锈钢母材的性能作了较深入的研究。张丽华等研究了时效处理对2101经济型双相不锈钢耐蚀性的影响。研究指出,当时效温度为700℃时,会沿着边界析出金属间沉淀相;这些沉淀相与铁素体相和奥氏体相相比,铬含量更高。在这些沉淀相周围,发现了贫铬的二次奥氏体。在时效时间为30分钟以前,点蚀电位和点蚀临界温度快速下降。恒电位下CPT的测试表明,其与动电位极化测试相比,对析出极少数沉淀相更加敏感。由于二次奥氏休的溶解,在沉淀相周围开始发生点蚀,并在铁素休晶粒内长大。700℃时效处理后,在氯化物溶液中进行耐点蚀试验之前,2101双相不锈钢的力学性能(脆性)变化很大。
   
韩冬等研究了时效时间对2101双相不锈钢电化学腐蚀行为的影响。研究表明,Cr2N的析出对DSS LDX2 101耐点蚀能力有很大影响。由于Cr2N在相界面析出,在其周围产生贫铬的二次奥氏体,降低了材料表面点蚀破裂电位,使点蚀更容易在二次奥氏体上发生。随着时效的进行,点蚀电位不断降低,样品点腐蚀倾向增大。固溶态双相不锈钢的点蚀发生在铁素体上,时效后点蚀发生在二次奥氏体上。电化学再活化法测试结果显示在鼻尖温度(700℃)下时效,DSS LDX2101双相不锈钢晶间腐蚀倾向随着时效时间的延长而逐渐增加。
   
汤瑞瑞等研究了固溶温度对2101节镍型双相不锈钢组织及性能的影响。研究指出,固溶处理温度在950-1100℃范围,2101双相不锈钢具有良好的相平衡,组织稳定性较好,无明显的析出相析出;其点蚀性能变化较大,而应力腐蚀敏感性变化不大。经1050℃固溶处理30分钟后的2101双相不锈钢具有较好的综合性能,所以建议其固溶处理温度为1050℃,保温30分钟后水淬。
   
李国平等研究了热处理对S32003经济型双相不锈钢组织和性能的影响。研究表明,随着热处理温度的升高,S32003双相不锈钢中板强度、硬度逐渐降低,伸一长率逐渐提高。并且,其铁素体体积分数呈增加趋势,特别是1050℃以上,增加趋势更加明显。研究还指出,S32003双相不锈钢经850-900℃热处理后,在铁素休晶内和两相界析出高铬含量、点状的Cr2N。该相对耐蚀性不利,并在高于950℃热处理的过程中逐渐溶解。此外,S32003双相不锈钢固溶状态的耐蚀性优于316L,但点状Cr2N的析出对耐蚀性有一定不利影响www.hssxg.com
 
 

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