S32760超级双相不锈钢管材焊接接头组织及腐蚀原因分析
时间：2019-06-13
作者：无锡不锈钢板
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S32760是在超级双相钢S32750基础上加入W和Cu合金化而成的一种高合金的超级双相不锈钢，使用状态下的组织为铁素体和奥氏体，二者最佳比例为1:1。这样组织比例使S32760超级双相不锈钢兼有奥氏体不锈钢与铁素体不锈钢的双重特征，具有比奥氏体不锈钢更低的热膨胀系数和更高的导热率，它的孔蚀系数（PREN）大于40，具有优异的含氯离子及酸性介质环境下的耐应力腐蚀开裂能力，良好的耐氯离子点蚀及缝隙腐蚀能力，具有良好的耐冲刷腐蚀及腐蚀疲劳，力学性能优异，焊接性能良好。主要应用于石油、天然气、化工以及船舶等领域的腐蚀环境下，成为各种耐腐蚀工业应用领域的理想材料。超级双相不锈钢在实际应用存在焊接问题，焊接接头的组织及其相比例影响焊接接头的力学性能和腐蚀性能。
西安工业大学材料和化工学院的研究者们研究了氩弧焊S32760双相不锈钢管材焊接接头的组织、相比例和焊缝腐蚀缺陷形貌，并分析了腐蚀的原因，为该材料实际焊接接头组织分析等提供参考。
试验采用8mm壁厚Φ60mm的S32760双相不锈钢管材。化学成分为：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%。管材的焊接开V形坡口，焊接时用氩弧焊打底，手工电弧焊充填盖面，氩弧焊焊丝牌号为曼斯特ZERON 100（ER2594），手工焊焊条牌号为E2594。
试验结果表明：
（1）气体保护焊焊后不进行热处理，S32760双相不锈钢管材焊接接头焊缝组织、热影响区和母材的组织均为奥氏体和铁素体双相组织，焊缝金属的奥氏体含量较多，并有少量的σ相。焊缝金属的奥氏体组织比例为64%，铁素体比例为36%，母材部分奥氏体比例为52%，铁素体比例为48%。双相不锈钢焊接接头熔合区结合良好，焊缝热影响区宽度较小。
（2）焊缝的奥氏体在铁素体晶界形成，向铁素体晶内生长，呈板条状分布，部分奥氏体直接在铁素体晶内析出呈块状分布。
（3）实际焊接时，焊接接头腐蚀试验中出现腐蚀的原因与焊缝接头焊后冷却速度过慢、组织中奥氏体含量过多及析出σ相有关，焊接时应严格控制热输入及其焊接时的层间温度。