不锈钢的焊接工艺性及焊接工艺研究.doc

1绪论随着工业技术的日益发展一般奥氏体不锈钢难以满足应力腐蚀、点腐蚀和缝隙隧洞式腐蚀的要求。为此冶金工作者进行了大量研究研制出奥氏体—铁素体型不锈钢即双相不锈钢。传统的奥氏体不锈钢在晶间腐蚀、应力腐蚀、点腐蚀和缝隙腐蚀等局部腐蚀方面的抗力不足尤其是应力腐蚀引起的断裂其危害性极大。双相不锈钢是近二十年来开发的新钢种。通过正确控制各合金元素比例和热处理工艺使其固溶组织中铁素体相和奥氏体相各约占50％从而将奥氏体不锈钢所具有的优良韧性和焊接性与铁素体不锈钢所具有的较高强度和耐氯化物应力腐蚀性能结合在一起使双相不锈钢兼有铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢的优点。所谓双相不锈钢是在其固溶组织中铁素体相与奥氏体相约各占一半一般量少相的含量也需要达到30%。在含C较低的情况下Cr含量在18%-28%Ni含量在3%-10%。有些钢还含有Mo、Cu、Nb、TiN等合金元素。该类钢兼有奥氏体和铁素体不锈钢的特点与铁素体相比塑性、韧性更高无室温脆性耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高同时还保持有铁素体不锈钢的475℃脆性以及导热系数高具有超塑性等特点。与奥氏体不锈钢相比强度高且耐晶间副食和耐氯化物应力腐蚀有明显提高。双相不锈钢具有优良的耐孔蚀性能也是一种节镍不锈钢。由于两相组织的特点通过正确控制化学成分和热处理工艺使双相不锈钢兼有铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢的优点它将奥氏体不锈钢所具有的优良韧性和焊接性与铁素体不锈钢所具有的较高强度和耐氯化物应力腐蚀性能结合在一起正是这些优越的性能使双相不锈钢作为可焊接的结构材料发展迅速80年代以来已成为和马氏体型、奥氏体型和铁素体型不锈钢并列的一个钢类。上世纪30年代就已在瑞典的试验室中研制出双相不锈钢（3RE60、Uranus50等）但是双相不锈钢真正产业化还是在上世纪60年代以后其发展经历了3代历程。1.1我国双相不锈钢的应用双相不锈钢是根据石油化工中强酸强碱造成的局部点蚀、应力腐蚀以及孔穴式腐蚀现象一般不锈钢难以胜任的容器、管道以及零部件等而研制的但由于双相不锈钢除具有很强的各类抗腐蚀性能之外还具有很好的强度和韧性为此在一般民用工程和能源交通方面也逐步得到越来越多的应用如桥梁、飞机、船舶、汽车以及沿海城市和化工区的装饰建筑等。1.1.1石油和天然气工业这是国外应用双相不锈钢的主要领域之一目前铺设的油气输送管线已有1000km。国内只有南海油田少量使用全部进口。另外西气东输工程西起塔里木盆地的集气管线考虑要用双相不锈钢焊管国内已有条件生产和制造。炼油工业是最早使用国产双相不锈钢的部门在南京镇海天津济南等炼化公司多集中用在常减压蒸馏塔的塔顶衬里（或复合板）、塔内构件、空冷器和水冷器等最长的已使用20年。镇海炼化公司是我国最大的炼油基地加工能力为1600万t进入世界百强冷凝冷却系统中多套设备使用双相不锈钢。这一领域涉及的范围很宽工况情况复杂介质多种多样也是使用双相不锈钢较早和较多的领域。甲醇是重要的能源化工原料2002年国内产量210万t进口量与此相当国产缺口很大当然也有少量（数千吨）出口韩国目前20万t的大型和多套10万t以下的中小型的甲醇合成反应器的触媒管都是采用双相不锈钢大中型装置采用2205钢管使用进口管较多小型装置多采用18－5Mo型国产钢管。齐鲁石化公司氯乙烯装置的氧氯化反应器中的冷却蛇管的介质条件（HCI水蒸气）苛刻目前已使用进口的2205双相不锈钢使用结果有待观察。上海石化公司乙烯装置的催化剂再生冷却器采用国产类似DP3钢的00C25Ni7Mo3WCuN双相不锈钢做海水冷却器管海水出口温度40℃至今已间歇使用15年效果很好。河南煤化工厂的粉煤气化装置的数台冷却器都是采用进口2205钢管制造。1.1.2化肥工业尿素工业也是最早使用国产双相不锈钢的部门装置中含氯离子水的换热设备使用得较多例如尿素装置中CO2压缩机三段冷却器原使用304L奥氏体不锈钢管束l个月后即因应力腐蚀破裂而泄漏双相不锈钢可用5年以上随后一、二段冷却器也都换用了18－5Mo或2205双相不锈钢。由于双相不锈钢在尿素介质中有良好的抗腐蚀疲劳性能很适合制造尿素生产的关键设备——甲按泵泵体。国产的00Cr25Ni6Mo2N钢可以通过Huey法的晶间腐蚀倾向检验己用于黑龙江化肥厂、洞庭氮肥厂（五柱塞式）等大型化肥厂。国内中小化肥厂的甲按泵泵体基本上采用18－5Mo钢制造也有数十家采用的是高铬含铅双相不锈钢。此外这种钢的泵阀锻件通过了日本JISG0573、G0591硝酸法和硫酸法的检验批量出口日本价格要比日本当地生产的便宜。此外采用国产OCr25Ni6Mo3CuN时效强化双相不锈钢利用其耐磨损腐蚀性能用于尿素装置主工艺管路多种规格的高压截止阀的内件等效果不错。1.1.3运输业最近几年海上化学品运输船行