双相不锈钢焊接接头腐蚀性能研究

 材料主要的失效形式主要有断裂、腐蚀以及磨损三种，而在国民生产中这三种失效形式严重限制了材料的使用寿命。而腐蚀在三种失效形式又具有极其重要的地位，世界范围内，金属结构材料中的钢铁等结构件因腐蚀而失效的总量相当于钢铁材料年产量的1/3，因此对于材料的耐腐蚀性能的研究尤为重要。尽管双相不锈钢具有引人注目的力学性能，但是能够获得如此大的关注主要还是由于双相不锈钢具备优良的耐腐蚀性能(如抗点状腐蚀、应力腐蚀以及晶间腐蚀等)。双相不锈钢这种耐腐蚀行为在许多的腐蚀环境下相当于或者更优于添加了铬元素及钼元素的奥氏体不锈钢，使得双相不锈钢在石油化工、海洋工程等领域得到了极大的重视和应用。

 点蚀又称作点状腐蚀、小孔腐蚀、坑蚀等，主要是在腐蚀性介质中金属的局部表面的范围内出现的腐蚀小孔，同时小孔还能进一步向材料内部发展的趋势。一般认为不锈钢中的点状腐蚀的成因是由于其中的夹杂、不均匀的组织以及一些缺陷导致的。由于分布在这部分区域的钝化膜一般都比较脆弱，在腐蚀性的溶液中容易形成阳极，进而发生电化学反应导致金属材料表面发生点状腐蚀。

 应力腐蚀断裂(简称SCC)一般是指在腐蚀性环境中，在应力与化学介质协同作用下而引起的金属滞后开裂(或断裂的)的现象，简称应力腐蚀。由于影响因素较多，使得应力腐蚀是一个相对很复杂的问题，多年来诸多学者的研究最后总结出两种应力腐蚀机理：氢致开裂和阳极溶解两大类。

 双相不锈钢焊接过程中在焊接热循环的作用下，焊接接头的焊缝区与热影响区会受到很大的影响同时还会相变的发生，因此焊接接头的这两个区域的耐腐蚀性能对整个焊件的耐腐蚀性能至关重要。本章主要对不同的焊接工艺参数的焊件的焊接接头的点蚀及应力腐蚀性能测试并进行相应的分析，通过比较得出焊接工艺对双相不锈钢抗腐蚀性能的影响。结合焊接接头的金相组织结构及奥氏体与铁素体的两相比例，对焊接接头中焊缝区以及热影响区的耐腐蚀性能变化的影响。

 浙江至德钢业有限公司主要对不同的焊接工艺参数的焊件的焊接接头的腐蚀性能进行了相关讨论，重点对双相不锈钢的点蚀性能及应力腐蚀性能进行了测试并做出了相应的分析，通过比较得出焊接工艺对双相不锈钢腐蚀性能的影响。主要结论有以下几点：

 1. 经测试不同焊接参数所得到的焊接接头的耐点蚀性能良好，测试结果均在生产标准要求的合格范围内，都可以满足工程上实际生产要求。

 2. 由于焊接接头中的奥氏体与铁素体两相比例的影响，采用TIG焊的焊接接头的耐点蚀性能则相对于MMA焊的焊接接头的耐点蚀性能有较大幅度的提升。

 3. 采用TIG焊方法焊接时，随着保护气中氮含量的逐渐升高，双相不锈钢焊接接头的点蚀的腐蚀速率逐渐下降，耐点蚀性能提高。

 4. 焊接线能量的变化对双相不锈钢焊接接头的腐蚀速率影响不大。原因可能是当双相不锈钢焊接接头组织中奥氏体相比例达到一定程度后，接头的耐点蚀性能与奥氏体相比例的关系减弱，同时组织中的晶粒度对其耐点蚀性能也会产生影响，从而当奥氏体相增多时焊接接头的耐点蚀性能也基本保持恒定。

 5. 对三种焊接方法的焊接试件进行了应力腐蚀试验，持续96小时试验后试样均未发生开裂，均符合Q/SYTZ0110-2004验收标准，达到了实际生产要求。