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不銹鋼可分為四種類型：奧氏體型、馬氏體型、鐵素體型和雙相不銹鋼。 這是根據(jù)不銹鋼在室溫時的金相組織劃分的。當(dāng)?shù)吞间摫患訜岬?550℉時，其組織從室溫時的鐵素體相轉(zhuǎn)變成奧氏體相。而冷卻時，低碳鋼組織又重新轉(zhuǎn)變成鐵素體。高溫時存在的奧氏體組織是非磁性的，而且相比室溫鐵素體組織其強度較小，韌性較好。 當(dāng)鋼中的Cr含量大于16%時，室溫的鐵素體組織得到固定使得鋼材在所有溫度范圍內(nèi)保持鐵素體態(tài)。因此，稱為鐵素體不銹鋼。不銹鋼管當(dāng)Cr含量大于17%，Ni含量大于7%時，奧氏體相得到固定，使得從低溫到幾乎熔點的范圍內(nèi)均保持奧氏體態(tài)。 奧氏體不銹鋼通常稱為“Cr-Ni”型，馬氏體和鐵素體不銹鋼直接稱為“Cr”型。不銹鋼和填充金屬中的元素可分為奧氏體形成元素和鐵素體形成元素。主要的奧氏體形成元素有Ni、C、Mn和N，鐵素體形成元素有Cr、Si、Mo和Nb。調(diào)整元素含量可控制焊縫中的鐵素體含量。 奧氏體型不銹鋼相比含Ni量低于5%的不銹鋼更容易焊接而且焊接質(zhì)量更好。奧氏體不銹鋼的焊接接頭強韌性很好，一般不需要焊前預(yù)熱和焊后熱處理。在不銹鋼焊接領(lǐng)域，奧氏體不銹鋼占全部不銹鋼用量的80%，因此本文的重點就是奧氏體不銹鋼的焊接。 如何選擇正確的不銹鋼焊材？ 如果母材是相同的，首要準(zhǔn)則就是“與母材匹配”。例如焊接310或316不銹鋼，就選擇相應(yīng)的焊材。 焊接異種材料，則遵循選擇與合金元素含量高的母材相匹配的準(zhǔn)則。例如焊接304和316不銹鋼，則選擇316型焊材。 但是，也存在很多不遵循“匹配母材”原則的特殊情況，這時就要“查閱焊材選擇表”。例如，304型不銹鋼是常見的母材，但是沒有304型的焊條。



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人們常說雙相不銹鋼管的相平衡是“50-50”，相當(dāng)于奧氏體和鐵素體的量。嚴(yán)格地說，這是不正確的，因為現(xiàn)代雙相不銹鋼中的鐵素體含量約為40% - 50%，其余為奧氏體。一般認(rèn)為，當(dāng)鐵素體含量至少為25-30%，其余為奧氏體時，雙相不銹鋼具有獨特的優(yōu)勢。 在一些焊接方法,特別是在保護通量的方法,焊接的奧氏體含量可以達到一個更高的水平通過調(diào)整相平衡,以提高焊縫的韌性和彌補韌性損失引起的氧含量的增加導(dǎo)致的焊接通量。固溶處理后的這些填充金屬的韌性遠低于鋼板或鋼管，但焊縫金屬的韌性仍足以滿足預(yù)期的要求。沒有一種焊接方法可以使焊縫金屬的韌性在完全退火后達到鍛造金屬的高度。如果將焊接金屬的鐵素體含量限制在軋機雙相不銹鋼退火所需的小值，則對現(xiàn)有的焊接方法施加了不必要的限制。 熱影響區(qū)的相平衡，即原鍛鋼或鋼管加上額外的焊接熱循環(huán)，通常略高于原材料的相平衡。用金相法確定熱影響區(qū)相平衡幾乎是不可能的。如果該區(qū)域的鐵素體含量很高，則可能表明存在極快冷卻的異常情況，導(dǎo)致鐵素體含量過高，韌度降低。




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