毕业论文--saf2205双相不锈钢焊接、热处理、金相分析.docVIP

1 前言 双相不锈钢发展应用开始于20世纪30年代，至今已发展了三代双相不锈钢。第一代双相不锈钢： (1) 以美国在20世纪40年代开发的AISI329钢为代表，含高Cr、Mo，耐局部腐蚀性能好，但含碳量较高（C≤0.10%），焊接后其接头耐腐蚀性和韧性都较差，使钢在应用上受到限制，只适用于铸锻件。 (2) 日本在美国329钢基础上降低了含碳量，开发了SUS329J1钢，可作为焊接用钢。 (3) 60年代中期，瑞典开发了著名的3RE60钢，特点是超低碳，含Cr量为18%。焊接及成型性能良好，使之成为第一代双相不锈钢的代表钢种。 第二代双相不锈钢： (1) 20世纪80年代瑞典先开发了不含Mo的超低碳型双相不锈钢。代表钢种为SAF2304钢。 (2) 而后在第一代双相钢的基础上开发了含氮的超低碳型双相不锈钢。典型钢种是瑞典开发的SAF2205钢，使双相钢应用范围很广。 第三代双相不锈钢： (1) 20世纪50年代后期发展了超级双相不锈钢，其特点是含碳量低（≤0.03%）含Mo、N量高（Mo约为4%，N约为0.3%）；钢中铁素体含量达到40~45%；具有优良的抗点蚀能力，其PRE值大于40。代表钢种为SAF2507钢。 双相不锈钢作为一种特殊的不锈钢材料，正在被日益广泛地应用于压力容器等相关的设备中。双相不锈钢与奥氏体不锈钢相比，在抗晶间腐蚀、腐蚀、点蚀、间隙腐蚀，特别是抗氯化物导致的应力腐蚀开裂方面具有绝对的优势。在石油、化工领域里应用前景非常远大。 如表1-1所示为部分双相不锈钢的牌号与化学成分[1]。 表1-1 部分双相不锈钢的牌号与化学成分 钢号 国别 C Cr Ni Mo Mn Si N 第一代 3RE60 瑞典 0.03 18.5 4.9 2.7 ≤2.0 1.7 -- Uranus50 芬兰 0.04 21.5 6.5 1.5 -- -- -- 第二代 SAF2205 瑞典 0.03 22.0 5.5 3.0 ≤2.0 0.8 0.14 DP-3 日本 0.03 25.0 6.5 3.5 0.4 -- 0.20 08X21H6M2Ti 俄罗斯 ≤0.08 21.0 7.5 2.0 -- -- -- 0Cr21Ni5Ti 中国 0.06 22.0 5.8 -- ≤0.8 0.8 -- 第三代 SAF2507 瑞典 0.03 25.5 7.0 4.5 -- -- 0.30 DP-3W 日本 0.03 25.5 7.6 3.0 2.5 -- 0.32 0Cr21Ni5Mo3 中国 ≤0.08 26.5 5.0 3.0 ≤1.5 1.0 -- 数据来源：2004年2月《焊接设备与材料[J].焊接技术》 2 双相不锈钢 双相不锈钢系指不锈钢中既有奥氏体（α），又有铁素体（γ）组织结构的钢种，而且此二相组织要独立存在，且含量较大。一般认为，在奥氏体基体上有≥15%铁素体或在铁素体基体上有≥15%的奥氏体，均可称为奥氏体+铁素体双相不锈钢，本文简称为双相不锈钢。 2.1 双相不锈钢在中国的发展历史 在国外发展双相不锈钢的基础上，中国自70年代中期也开始发展了双相不锈钢，主要是研制含氮钢，关注氮对钢性能和工艺的影响。至今已有包括5个钢种的系列牌号，但只有低铬的钢种纳入了国家标准，其余都按企标生产，目前钢板的国标正在修订，Cr22和Cr25型的双相不锈钢将考虑纳标。中国的双相不锈钢只是处于国外第二代双相不锈钢的发展水平，钢中的含氮量在0.2％以下。至于目前国外己步入市场的含氮在0.25％－0.35％的超级双相不锈钢，中国仍处于实验室开发阶段，AOD精炼工艺和双相不锈钢连铸工艺的成熟将有助于超级双相不锈钢板的工业试生产成功。 目前国内双相不锈钢主要产品是管、板和复合板，也有锻件和铸件，产量都不大。φ219mm的无缝管和φ457mm薄壁等离子焊管都已研制成功，2205与Q345C的复合板也己用在长江三峡工程的排沙管，泄洪深孔衬砌等。据不完全统计，1999年双相不锈钢国内的消费量约2000t，近两年的年消费量达到4000t，翻了一番。随着应用的发展，国内产品满足不了要求，尤其一些工程项目，主要仍是靠进口。 目前国内已具有制造双相不锈钢和超级双相不锈钢设备的实力和较好的水平。南京化工有限公司化工机械厂，上海石化机械制造公司，金州重型机器有限公司等近十家大中型机械制造公司已经制造了近百台的双相不锈钢设备，南京化工有限公司化工机械厂和金州重型机器有限公司也能按照国外标准制造不只一台设备，分别出口至印度和马来西亚。南京化工有限公司化工机械厂和上海石化机械制造公司不仅能制造普通双相不锈钢设备，还能制造超级双相不锈钢设备，当然所用的UNS S32750和UNS S32760