S32760超級雙相不銹鋼管材焊接接頭組織及腐蝕原因分析
時間：2019-06-13
作者：無錫不銹鋼板
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S32760是在超級雙相鋼S32750基礎上加入W和Cu合金化而成的一種高合金的超級雙相不銹鋼，使用狀態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和更高的導熱率，它的孔蝕系數（PREN）大于40，具有優異的含氯離子及酸性介質環境下的耐應力腐蝕開裂能力，良好的耐氯離子點蝕及縫隙腐蝕能力，具有良好的耐沖刷腐蝕及腐蝕疲勞，力學性能優異，焊接性能良好。主要應用于石油、天然氣、化工以及船舶等領域的腐蝕環境下，成為各種耐腐蝕工業應用領域的理想材料。超級雙相不銹鋼在實際應用存在焊接問題，焊接接頭的組織及其相比例影響焊接接頭的力學性能和腐蝕性能。
西安工業大學材料和化工學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，為該材料實際焊接接頭組織分析等提供參考。
試驗采用8mm壁厚Φ60mm的S32760雙相不銹鋼管材。化學成分為：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V形坡口，焊接時用氬弧焊打底，手工電弧焊充填蓋面，氬弧焊焊絲牌號為曼斯特ZERON 100（ER2594），手工焊焊條牌號為E2594。
試驗結果表明：
（1）氣體保護焊焊后不進行熱處理，S32760雙相不銹鋼管材焊接接頭焊縫組織、熱影響區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結合良好，焊縫熱影響區寬度較小。
（2）焊縫的奧氏體在鐵素體晶界形成，向鐵素體晶內生長，呈板條狀分布，部分奧氏體直接在鐵素體晶內析出呈塊狀分布。
（3）實際焊接時，焊接接頭腐蝕試驗中出現腐蝕的原因與焊縫接頭焊后冷卻速度過慢、組織中奧氏體含量過多及析出σ相有關，焊接時應嚴格控制熱輸入及其焊接時的層間溫度。