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(tài)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(yōu)異的含氯離子及酸性介質環(huán)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(yōu)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(huán)境下,成為各種耐腐蝕工業(yè)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(yè)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?;瘜W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(qū)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(qū)結合良好,焊縫熱影響區(qū)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。