【正文】 。維氏硬度被應(yīng)用于所有 金屬 ，并是應(yīng)用最廣泛的硬度標(biāo)準(zhǔn)之一。 d = 平均壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度 (毫米 ) 實(shí)驗(yàn)操作步驟 (1)根據(jù)材料的性質(zhì)選擇試驗(yàn)力進(jìn)行試驗(yàn) ； (2)根據(jù)選用的試驗(yàn)力，選擇相適應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)塊進(jìn)行校驗(yàn) ； (3)調(diào)節(jié)試樣高度，使試樣表面在目鏡中獲得清晰成像 ； SAF2205 雙相不銹鋼焊接、熱處理、金相分析 _畢業(yè)論文 (4)轉(zhuǎn)動(dòng)目鏡，使 壓頭位于成像的正上方 ； (5)壓下加載開關(guān)，在試驗(yàn)力的作用下，金剛石頭對(duì)試樣表面進(jìn)行加載 ； (6)保持一定時(shí)間后卸載 ； (7)轉(zhuǎn)動(dòng)目鏡觀察到清晰的對(duì)角線，并在目鏡上讀出對(duì)角線長(zhǎng) ； (8)根據(jù)壓痕對(duì)角線平均值 L 和 A 選定的試驗(yàn)力查 GB/ 表讀出對(duì)應(yīng)的維氏 硬度值 ， 并作好記錄。溫 度高時(shí)， σ相易形成塊狀，此時(shí)材料硬度提高；溫度低時(shí)， σ相易形成片狀組織，此時(shí)材料硬度下降。雙 相不銹鋼在 400850℃ 長(zhǎng)時(shí)間受熱時(shí)會(huì)形成一種 FeCr 金屬間化合物，是一種既脆又硬的相，這會(huì)使不銹鋼的強(qiáng)度降低。Wang Z Y Electrochemical extraction and the analysis of intermetallic phases and nitrides in tempered duplex stainless steels 2020(02) [18] Michalska J。 (2) 應(yīng)力腐蝕、點(diǎn)蝕的出現(xiàn)主要與選擇的焊條有關(guān)。 材料熱處理前后硬度的變化與固溶和人工時(shí)效時(shí)金相的變化有關(guān)。保持負(fù)荷一定時(shí)間后，卸除負(fù)荷，測(cè)量材料表面的方形壓痕之對(duì)角線長(zhǎng)度。富鉻的 α＇ 在納米數(shù)量級(jí)，在 α相的面析出，并與母相 α相成共格關(guān)系，產(chǎn)生嚴(yán)重的共格畸變 , 顯著提高位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的摩擦阻力，阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，使滑移困難，因而產(chǎn)生強(qiáng)烈的強(qiáng)化效應(yīng)，使材 料的強(qiáng)度升高。 (c) 850℃保溫 2h 2205不銹鋼在 600℃ 時(shí)效不同時(shí)間后的顯微組織如圖 52所示。 金相試樣的熱處理工藝與顯微組織觀察 將試樣在 SRJX43型箱式電阻爐中加熱進(jìn)行熱處理。拋光時(shí) 在拋光盤上不斷滴注拋光液，拋光液通常采用Al2O3﹑ MgO 或 Cr2O3等細(xì)粉末（粒度約為 ～ 1μ）在水中的懸浮液（每升水中加入 Al2O3 5～ 10 克）或采用由極細(xì)鉆石粉制成的膏狀拋光劑等。 細(xì)磨分為手工磨和機(jī)械磨兩種。這種鋃嵌方法速度快，但須加熱加壓，可能使某些金相組織 發(fā)生變化。 [4] 技術(shù)措施 : 擺動(dòng)焊或不擺動(dòng)焊： 不擺動(dòng)焊接 擺動(dòng)參數(shù)： —— 焊前清理和層間清理： 機(jī)械拋光 清理方法： 機(jī)械拋光 單道焊或 多道焊（每面）： 雙面單道焊縫 單絲焊或多絲焊： 單絲焊 導(dǎo)電嘴至工件距離： (mm) 3～ 5 其他： —— 工藝標(biāo)準(zhǔn) : 焊接完成后進(jìn)行外觀檢查，不存在咬邊、氣孔、裂紋和夾渣等缺陷。鈍邊 —。 (3) 選擇合理的焊接線能量非常重要。一般焊接時(shí)不需要預(yù)熱，但焊件壁厚過大或環(huán)境溫度過低時(shí)，為防止冷速過快造成焊縫和熱影響鐵素體含量過高，必要時(shí)要采取預(yù)熱措SAF2205 雙相不銹鋼焊接、熱處理、金相分析 _畢業(yè)論文 施。 SAF2205 雙相鋼接頭的基本要求及達(dá)到要求的措施 SAF2205 雙相不銹鋼焊接、熱處理、金相分析 _畢業(yè)論文 （一）焊接要求： 焊接接頭不存在超過質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的缺陷，同時(shí)力學(xué)性能滿足焊接結(jié)構(gòu)預(yù)期的使用性能要求。線能量太小，不利SAF2205 雙相不銹鋼焊接、熱處理、金相分析 _畢業(yè)論文 于奧氏體析出；線能量太大，則會(huì)引起合金元素 Cr、 Ni、 Mo 的燒損，導(dǎo)致材料的耐腐蝕性能下降、機(jī)械性能劣化，不能得到良好的 金相組織 ,更容易析出中間相。 雙相不銹鋼 2205 合金與奧氏體不銹鋼相比，它的耐壓強(qiáng)度是其兩倍，與 316L 和 317L 相比，設(shè)計(jì)者可以減輕其重量。F 的溫度下進(jìn)行固熔退火，并進(jìn)行淬火來還原其相位平衡、韌性及抗腐蝕能力。在一定的溫度、應(yīng) 張 力 、氧氣及氯化物存在的情況下 ,奧氏體不銹鋼會(huì)發(fā)生氯化物應(yīng)力腐蝕。 綜上所述，可以看出國(guó)內(nèi)雙相不銹鋼的使用是有一定局限性的，像國(guó)外大量使用雙相不銹鋼的諸如紙漿和造紙工業(yè)、油氣工業(yè)、運(yùn)輸業(yè)、甚至建筑業(yè)幾個(gè)大的領(lǐng)域我們涉及得不多，有的還只是剛剛開始。上海石 化 公 司 乙 烯 裝 置 的 催 化 劑 再 生 冷 卻 器 采 用 國(guó) 產(chǎn) 類 似 DP3 鋼的00C25Ni7Mo3WCuN 雙相不銹鋼做海水冷卻器管，海水出口溫度 40℃ ，至今已間歇使用 15 年，效果很好。 B. 磷肥工業(yè)。 C. 加氫劣化裝置。 (4) 具有良好的耐局部腐蝕性能，與合金含量相當(dāng)?shù)膴W氏體不銹鋼相比，它的耐磨損腐蝕和疲勞腐蝕性能都優(yōu)于奧氏體不銹鋼。 (2) 含雙相不銹鋼有良好的耐孔蝕性能，抗孔蝕當(dāng)量 PRE=Cr%+%+16xN%。中國(guó)的雙相不銹鋼只是處于國(guó)外第二代雙相不銹鋼的發(fā)展水平，鋼中的含氮量在 ％以下。 (3) 60年代中期，瑞典開發(fā)了著名的 3RE60鋼，特點(diǎn)是超低碳，含 Cr量為 18%。雙相不銹鋼與奧氏體不銹鋼相比，在抗晶間腐蝕、腐蝕、點(diǎn)蝕、間隙腐蝕，特別是抗氯化物導(dǎo)致的應(yīng)力腐蝕開裂方面具有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)。至于油氣和石化所需的管線鋼，國(guó)內(nèi)近兩年已開始制造和野外施工焊接，還有 待積累這方面的經(jīng)驗(yàn) [1]。雙相不銹鋼中含鉻量愈低， σ 等脆性相的危害性也愈小。 (4) 焊接性能也遠(yuǎn)優(yōu)于鐵素體不銹鋼，一般焊前不需預(yù)熱，焊后不需熱處理。 B. 海上石油平臺(tái)的熱交換器、水處理和供水系統(tǒng)，消防系統(tǒng)、噴水系統(tǒng)，穩(wěn)水系統(tǒng)。國(guó)內(nèi)只有南海油田少量使用，全部進(jìn)口?；瘜W(xué)品船裝載的液體貨物多種多樣，包括化學(xué)和石化產(chǎn)品，食品等，要求船艙材料既能耐腐蝕，又有高的強(qiáng)度。 現(xiàn)在國(guó)內(nèi) 2205 不銹鋼產(chǎn)品種類有 2205 不銹鋼管、 2205 雙相不銹鋼無縫管；2205 雙相不銹鋼板材、 2205 不銹鋼棒材、鍛材、管件、帶材等。F 到 2250176。F 的溫度下進(jìn)行，容易導(dǎo)致有害的金屬或非金屬相位的析出。 (4) 紙漿和造紙工業(yè)分類器、漂白設(shè)備、貯存處理系統(tǒng)。例如，將薄板焊接到厚板上和容器上焊接襯墊等情況下冷卻速度是很快的，可以考慮預(yù)熱。 2205 雙相不銹鋼焊接技術(shù) 2205雙相不銹鋼焊接的一些關(guān)鍵技術(shù)如下： (1) 焊接方法和材料的選擇 一般用于奧氏體不銹鋼的焊接方法，如手工電弧焊、鎢極惰性氣體保護(hù)電弧焊和熔化極氣體保護(hù)焊等，都可用于雙相不銹鋼的焊接?，F(xiàn)場(chǎng)焊接過程中材料的保護(hù)非常重要，應(yīng)避免碳鋼、銅、低熔點(diǎn)金屬或填它雜質(zhì)對(duì)不銹鋼焊材的污染。 襯墊（材料及規(guī)格）： —— 其 他： —— 簡(jiǎn)圖 焊接母材： 焊接材料： 22052PW,瑞典 Avesta 公司生產(chǎn) 母材規(guī)格： 150mm80mm8mm 板材 焊接材料： 焊材類別 ER2209 雙相不銹鋼焊條 焊材標(biāo)準(zhǔn) 易焊接，可熔合性良好 填充金屬尺寸 焊材規(guī)格 φ 350mm 其他 —— 焊條說明： ER2209 是鈦鈣藥皮的不銹鋼焊條，具有優(yōu)良的力學(xué)性能及抗晶間腐蝕性能，可交直 流兩用。 ，以避免過大的電流和較高的殘余應(yīng)力。 (2) 鋃嵌 對(duì)于尺寸過于細(xì)小，如絲、片、帶、管等形狀不規(guī)則，以及有特殊需要（觀察表層組織）的試樣可以進(jìn)行鋃嵌，鋃嵌方法很多，如低熔點(diǎn)合金的鋃嵌、塑料鋃嵌、環(huán)氧樹脂鋃嵌、 夾具夾持法等。在磨制過程中，試樣應(yīng)沿砂輪徑向往返緩慢移動(dòng)，避免在一處磨而使砂輪出現(xiàn)凹槽導(dǎo)致試樣不平。 砂紙?zhí)枖?shù)： 180、 280、 3 0、 0 0 0 05 (4) 拋光 試樣的拋光是最好一道磨制工序。因此，必須使用 浸蝕劑對(duì)試樣表面進(jìn)行 “浸蝕 ”，才能清楚地顯示出顯微組織 [5]。并且 σ相的形態(tài)會(huì)隨著溫度的不同而有所差別。試樣進(jìn)行時(shí)效處理后，組織中出現(xiàn) σ相，并且析出相的含量隨著時(shí)效時(shí)間的延長(zhǎng)而增加。底面為正方形，如圖 53所示。在理論上，焊接后板材的各項(xiàng)力學(xué)性能應(yīng)不低于焊接前的水平，這樣才能保障焊接工藝的有效性。同時(shí)在1050℃ 固溶處理后，試樣材料的硬度也趨于下降。從國(guó)內(nèi)外多種研究中可以看出，雙相不銹鋼正在被廣泛的應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的諸多領(lǐng)域。在雙相不銹鋼發(fā)展動(dòng)向中 值得關(guān)注的是低合金含錳雙相不銹鋼的開發(fā)。 這些對(duì)雙相不銹鋼在工業(yè)生產(chǎn)的不同領(lǐng)域的應(yīng)用提供了良好的指導(dǎo)作用。 ER2209 型不銹鋼焊條很好地滿足了 2205 雙相不銹鋼的焊接要求，試驗(yàn)的焊接工藝能夠在工業(yè)焊接領(lǐng)域得以有效應(yīng)用。（兩相對(duì)棱夾角為 148176。當(dāng)材料發(fā)生塑性變形時(shí)，晶界析出的脆性相阻礙鐵素體相和奧氏體相的位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生平面塞積群，使位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)困難，同時(shí)位錯(cuò)滑移的距離變短，表現(xiàn)在提高材料的變形抗力，產(chǎn)生一定的強(qiáng)化效應(yīng)，同時(shí)塑性降低。 σ相的形核位置和形態(tài)隨溫度的不同而變化的現(xiàn)象可以這樣來解釋， σ相的析出受 Cr、 Mo 的擴(kuò)散行為控制。化學(xué)浸蝕法的主要原理就是利用浸蝕劑對(duì)試樣表面所引起的化學(xué)溶解作用或電化學(xué)作用（即微電池原理）來顯示金屬的組織，它們的浸蝕方式則取決于組織中組成相的性質(zhì)和數(shù)量。 試樣的拋光一般分為：機(jī)械拋光，電解拋光，電解拋光和化學(xué)拋光。因此須 不時(shí)地將試樣放入冷水中冷卻，保證磨面組織不致因磨制過程中溫度升高而發(fā)生變化。用塑料鋃試樣所用塑料有：熱固性，熱塑性兩類。 ，應(yīng)按照合適的長(zhǎng)度和間隔 進(jìn)行定位焊。用于焊接工作溫度低于 300℃ ，耐腐蝕的不銹鋼結(jié)構(gòu)。焊接和切割過程中應(yīng)采取措施防止飛濺、弧擊、滲碳、局部過熱等。確保焊縫中奧氏體相占優(yōu)勢(shì)。在實(shí)際焊接中必須保證層間溫度不高于工藝試驗(yàn)設(shè)定的層間溫度。 (6) 輪船或卡車的貨物箱。如果采用炭化刀，切割速度與 316L 相比降低了大約 20%，機(jī)器設(shè)備及其部件的性能在此起著關(guān)鍵性的作用。如果溫度過高， 2205 合金易于熱撕裂。為了改善這種情況，就在雙相不銹鋼 2205 中加入了氮，這樣不僅使耐腐蝕性能上升，而且得到良好的焊接性能。 國(guó)內(nèi)在這方面剛剛起步，中國(guó)長(zhǎng)江航運(yùn)集團(tuán)青山船廠采用歐洲建造標(biāo)準(zhǔn)，使用進(jìn)口的 2205 鋼板，自行制造成功第一艘 18500t 化學(xué)品船，鋼板消耗量約 1200t，己出口比利時(shí)。 煉油工業(yè)是最早使用國(guó)產(chǎn)雙相不銹鋼的部門，在南京、鎮(zhèn)海、天津、濟(jì)南等煉化公司多集中用在常減壓蒸餾塔的塔頂襯里（或復(fù)合板）、塔內(nèi)構(gòu)件、空冷器和水冷器等，最長(zhǎng)的已使用 20 年。如：木屑預(yù)熱器、蒸煮器、冷凝器等。 (四 )與鐵素體不銹鋼相比，雙相不銹鋼的弱勢(shì)如下： (1) 雙相不銹鋼元素含量高，價(jià)格相對(duì)高，一般鐵素體不含鎳。 (一 )與奧氏體不銹鋼相比，雙相不銹鋼的優(yōu)勢(shì)如下： (1) 屈服強(qiáng)度比普通奧氏體不銹鋼高一倍多，且具有成型需要的足夠的塑韌性。 (※ PREN 耐孔蝕指數(shù) PREN=Cr%+Mo%+16N%) 低合金型 UNS S32304 不含鉬 , 在耐應(yīng)力腐蝕方面可代替 AISI304 或 316 使用。 如表 11 所示為部分雙相不銹鋼的牌號(hào)與化學(xué)成分 [1]。第一代雙相不銹鋼： (1) 以美國(guó)在 20世紀(jì) 40年代開發(fā)的 AISI329鋼為代表，含高 Cr、 Mo，耐局部腐蝕性能好，但含碳量較高（ C≤%），焊接后其接頭耐腐蝕性和韌性都較差，使鋼在應(yīng)用上受到限制，只適用于鑄鍛件。 SAF2205 雙相不銹鋼焊接、熱處理、金相分析 _畢業(yè)論文 雙相不銹鋼在中國(guó)的發(fā)展歷史 在國(guó)外發(fā)展雙相不銹鋼的基礎(chǔ)上，中國(guó)自 70 年代中期也開始發(fā)展了雙相不銹鋼，主要是研制含氮鋼，關(guān)注氮對(duì)鋼性能和工藝的影響。超級(jí)雙相不銹鋼型，含高鉬和氮 ,有的也含鎢和銅 ,可適用于苛刻的介質(zhì)條件，具有良好的耐腐 蝕與力學(xué)綜合性能，可與超級(jí)奧氏體不銹鋼相比美。應(yīng)力腐蝕是普通奧氏體不銹鋼難以解決的突出問題。 B. 催化裂化裝置。甲銨泵泵體。甲醇是重要的能源化工原料， 2020 年國(guó)內(nèi)產(chǎn)量 210 萬噸，進(jìn)口量與此相當(dāng)，國(guó)產(chǎn)缺口很大，當(dāng)然也有少量（數(shù)千噸）出口韓國(guó)，目前20 萬噸的大型和多套 10 萬噸以下的中小型的甲醇合成反應(yīng)器的觸媒管都是采用雙相不銹鋼，大中型裝置采用 2205 鋼管，使用進(jìn)口管較多，小型裝置多采用 18－ 5Mo 型國(guó)產(chǎn)鋼管。雙相不銹鋼用于大型真空制鹽裝置，國(guó)內(nèi)已有成熟的經(jīng)驗(yàn) [2]。 (2) 局部抗腐蝕性 2205 雙相不銹鋼中鉻、鉬及氮的含量使其在氧化性及酸性的溶液中，對(duì)點(diǎn)腐蝕及隙腐蝕具有很強(qiáng)的抵抗能力。F 時(shí)，由于溫度和形變的影響，金屬間相會(huì)很快形成。 2205 可在以下設(shè)備中進(jìn)行焊接： GTAW (TIG)； GMAW (MIG)