2205不锈钢焊接接头中双相比例分析

  2205不锈钢具有优异的综合力学性能，比奥氏体及铁素体有更好的耐腐蚀性，尤其耐氯离子腐蚀，最主要的原因在于其特殊的相结构和相比例，所以焊接接头中的相比例是衡量焊接质量最主要的指标之一。理想的双相不锈钢组织应为铁素体和奥氏体各占50%，实际上每种材料的相含量在30%~60%之间都属于正常。浙江至德钢业有限公司研究人员发现，采用标准图谱对比法测定双相比例,其缺点是误差大，测定含量范围小(35%~75%)。因此,为了精确测定接头组织中的相含量，本工作采用网格记点法测定接头中各相的含量。通过对测量数据进行处理和误差计算,以此作为最终的相比例,结果如图所示。从图可以看出,GTAW热影响区和焊缝金属中奥氏体体积分数分别为44.5%和46%，而GTAW*接头分别为41%(HAZ)和44%(WM)，GTAW接头具有与母材(奥氏体体积分数为46.15%)接近的奥氏体含量。焊缝的奥氏体相与母材中的相比仅差015%,即使是在相对比较难控制的热影响区,奥氏体的含量也可达44.15%。接头中保持合适的相结构比例,是接头保持较高性能的主要原因。

  采用纯氩保护钨极氩弧焊及混合气体(氩气+21.5%氮气)保护钨极氩弧焊焊接工艺，焊接时采用合理的焊接热输入,均能使2205不锈钢接头获得奥氏体和铁素体双相组织。接头力学性能测试表明，两种不同焊接工艺获得接头的抗拉强度均接近于母材组织。断口扫描电镜分析可知，混合气体保护焊获得接头呈明显韧性断裂特征。采用混和气体保护氩弧焊(氩气+21.5%氮气)接头能保持较好的相比例，焊缝金属中的奥氏体相与母材中的相比仅差015%。即使是在相对比较难控制的热影响区,奥氏体的含量也可达44.15%,奥氏体较为均匀地分布在铁素体基体中，晶粒的大小也与母材相差无几，接头性能因此提高。