双相不锈钢加工实用指南.docxVIP

目 录 1.引言 2.双相不锈钢的历史 3.化学成分和合金化元素的作用 双相不锈钢的化学成分 合金元素在双相不锈钢中的作用 4.双相不锈钢的冶金学 5.耐腐蚀性能 耐酸腐蚀 耐碱腐蚀 耐点蚀和缝隙腐蚀 耐应力腐蚀断裂 6.最终用户标准规范和质量控制 标准试验要求 化学成分 固溶处理和淬火 特殊试验要求 拉力和硬度试验 弯曲试验 冲击试验和金属间相的金相检查 用金相或磁性测量法测定相平衡 腐蚀试验 生产性焊接和检验 7.力学性能 8.物理性能 9.切割 锯切 剪切 冲孔 等离子体和激光切割 10. 成型 热成型 固溶处理 2 温成型 冷成型 冲压成型 旋压成型 11．双相不锈钢的机加工 双相不锈钢机加工的一般原则 车削和表面加工 硬制合金平面铣削 采用高速钢钻头进行螺旋钻 12．双相不锈钢的焊接 一般焊接原则 双相不锈钢和奥氏体不锈钢的区别 原始材料的选择 焊前清理 接头设计 预热 热输入与层间温度 焊后热处理 理想的相平衡 异种金属焊接 焊接工艺评定 焊接方法 气体保护钨极电弧焊 气体保护熔化极电弧焊 药芯焊丝电弧焊 焊条手工焊 埋弧焊 电子束焊和激光焊 电阻焊 13．其他的连接方法 14．加工后清理 色笔印、油漆、灰尘和油污 3 嵌入铁 焊接飞溅、变色、焊剂、焊渣、起弧点 参考文献 附录 1 双相不锈钢的名称，商标和相关的不锈钢生产厂 附录 2 ASTM 标准规范汇总 4 引言 双相不锈钢是一类集优良的耐腐蚀、高强度和易于加工等诸多优异性能于一身的钢种。它们的物理性能介于奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢之间，但更接近于铁素体不锈钢和碳钢。双相不锈钢的耐氯化物孔蚀和缝隙腐蚀能力与铬、钼和氮含量有关，其耐孔蚀和缝隙腐蚀能力可以类似于 316 不锈钢，或者接近于海水用不锈钢如 6％ Mo 奥氏体不锈钢。所有的双相不锈钢耐氯化物应力腐蚀断裂的能力均明显强于 系列奥氏体不锈钢，而且其强度也大大高于奥氏体不锈钢，同时表现出良好的塑性和韧性。 双相不锈钢的制造与奥氏体不锈钢的制造有许多相似之处，但也有重要区别。双相不锈钢的高合金含量和高强度等特性要求在加工工艺上作某些改变。这本小册子是为加工制造商和承担加工任务的最终用户准备的，它为双相不锈钢的成功制造提供了实用的信息。本书假定读者已具备不锈钢的加工制作经验，因此，给出了双相不锈钢和 300 系列奥氏体不锈钢及碳钢之间的性能和制造工艺的对比数据。 双相不锈钢的制造不同于一般不锈钢，但并不困难。 5 双相不锈钢的历史 双相不锈钢已有 60 多年的历史，它具有一种混合显微组织，其中奥氏体相和铁素体相大约各占一半。早期的钢种是铬、镍和钼的合金。第一批可锻轧双相不锈钢于 1930 年在瑞典生产出来并用于亚硫酸盐造纸工业。开发这些钢种是为了减轻早期高碳奥氏体不锈钢的晶间腐蚀问题。1930 年芬兰生产出双相不锈钢铸件；1936 年，最终名为 Uranus 50 的钢种在法国获得专利；3RE60 是第一代专为提高耐氯化物应力腐蚀断裂性能而研制的双相不锈钢钢种之一；二战后，AISI 329 型不锈钢成为公认的钢种并广泛用于硝酸装置的热交换器管道。后来，锻造和铸造双相不锈钢钢种均用于各种加工工业的应用，包括容器、热交换器和泵。 这些第一代双相不锈钢有良好的性能特点，但在焊接状态下有局限性。焊缝的热影响区由于铁素体过多而韧性低，并且耐腐蚀性明显低于基体金属。这些局限因素使第一代双相不锈钢的应用仅限于非焊接状态下的一些特定应用。 1968 年不锈钢精炼工艺--氩氧脱碳(AOD)的发明，使一系列新不锈钢钢种的产生成为可能。AOD 所带来的诸多进步之一便是合金元素氮的添加。双相不锈钢添加氮可以使焊接状态下热影响区的韧性和耐腐蚀性接近于基体金  属的性能，氮还降低了有害金属间相的形成速率。 含氮的双相不锈钢被称为第二代双相不锈钢。这一新的商品化进展始于 70 年代后期，正好与北海海上油气田的开发及市场对具有优异耐氯化物腐蚀性能、良好的加工性和高强度不锈钢的需求相吻合。2205 成为第二代双相不锈钢的主要钢种并广泛用于海上石油平台集气管线和处理设施。由于这种钢的强度高，管的壁厚减薄，可以减轻平台上的重量，使这种不锈钢的应用有很大的吸引力。 双相不锈钢同奥氏体不锈钢一样，是一族按腐蚀性能排序的钢种，腐蚀性能取决于它们的合金成分。双相不锈钢一直在不断发展，现代的双相不锈钢可分为四种类型： 不含钼的低级双相不锈钢如 2304； 2205，主要的双相不锈钢钢种，占双相钢总量的 80%以上； 25Cr%的双相不锈钢如合金 255 和 DP－3； 超级双相不锈钢， 含 25％－26%Cr，与含 25%Cr 的双相不锈钢相比，钼和氮的含量增加。 包括的钢种如 2507、Zeron 100、UR 52N+和 DP－3W。 1 给出了第二