双相不锈钢如何提高铁素体

1. 双相不锈钢的热处理工艺

1050~1080度固溶处理，自然时效

2. 铁素体和奥氏体双相不锈钢用什么方法能提高硬度

成分已经确定的情况下，加工硬化，细化晶粒（虽然本来晶粒长大就不是特别厉害），相比例的话铁素体多一点会好些，但是未必所有的双乎乱相钢都这样 。成分未确定，可以在范围内控制N含量在中上顷信线，可岁乎档以提高强度

3. 双相不锈钢热影响区铁素体含量为什么要比母材低

1 钛及钛合金/不锈钢的焊接性分析
1.1 钛及钛合金的焊接性
钛及钛合金的化学活性大，400℃以上时即使在固态情况下也极易被空气、水分、油脂、氧化皮等污染，吸收O、N、H、C等，使焊接接头的塑性及冲击韧度下降，并易引起气孔；其熔点高、热容量小、热导率小的特点，使焊接接头易产生过热组织，晶粒变得粗大，特别是β钛合金，易引起塑性降低；溶解于钛中的氢在320℃时和钛会发生共析转变，析出TiH ，
引起金属塑性和冲击韧度的降低，同时发生体积膨胀而引起较大的应力，严重时会导致冷裂纹产生；氢在钛中的溶解度随温度升高而下降，焊接时沿熔合线附近加热温度高，会引起氢
的析出，因此气孔常在熔合线附近形成；钛及钛合金的弹性模量相对较小所以焊接残余变形较大，并且焊后变形的矫正也较为困难。
1.2 不锈钢的焊接性
由于不锈钢本身所具有的特性，与普碳钢相比不锈钢的焊接及切割有其特殊性，更易在其焊接接头及其热影响区（HAZ）产生各种缺陷。焊接时要特别注意不锈钢的物理性质。马
氏体型不锈钢进行焊接时，由于热影响区中被加热到相变点以上的区域内发生a-r（M）相变，因此存在低温脆性、低温韧性恶化、伴随硬化产生的延展性下降等问题。一般来讲铁素
体型不锈钢有475℃脆化、700~800℃长时间加热下发生σ相脆性、夹杂物和晶粒粗化引起的脆化、低温脆化、碳化物析出引起耐蚀性下降以及高合金钢中易发生的延迟裂纹等问题。奥
氏体型不锈钢一般具有良好的焊接性能，但其中镍、钼含量高的高合金不锈钢进行焊接时易产生高温裂纹。另外还易发生σ相脆化，在铁素体生成元素的作用下生成的铁素体易引起低
温脆化，以及耐蚀性下降和应力腐蚀裂纹等缺陷。经焊接后，焊接接头的力学性能一般良好，但当在热影响区中的晶界上有铬的碳化物时极易生成贫铬层，而贫铬层的出现在使用过程
中易产生晶间腐蚀。双相不锈钢的焊接裂纹敏感性较低，但在热影响区内铁素体含量的增加会使晶间腐蚀敏感性提高，因此可造成耐蚀性降低及低温韧性恶化等问题。
1.3 钛及钛合金与不锈钢的综合焊接性
钛及钛合金与不锈钢的物理和化学性能差异显著，连接时易在接头处形成脆性相和较大的内应力，导致接头极易开裂，而且在密度、比热、线膨胀系数、导热系数等物理性能和力
学性能上均有较大差异，必然会降低钛及钛合金/钢连接的牢固性，即使在固态连接方法下，由于线膨胀系数差别较大，也会在焊接接头中引起较大焊接的残余应力，降低接头性能。钛
的化学活性强，在高温下，对氧、氮、氢具有较高的化学亲和力，易形成脆性化合物，使强度显著提高，而塑性和韧性急剧下降，显著地增加脆性断裂倾向及裂纹形成。钛还易与许多其它金属形成金属间化合物，钛与铁易形成金属间化合物TiFe和TiFe 。钛/钢焊接时，由于钢中存在的Ni、Cr、C等 元素也能与Ti形成TiNi、TiNi、TiNi、TiCr、TiC等多种金属间化合物脆性相,使焊缝更脆，性能进一步降低。

4. 双相不锈钢的成分有何特点，焊缝ni的含量为何必须比母材高

双相不锈钢成分特点：
双相不锈钢（Duplex Stainless Steel，简称DSS），指铁素体与奥氏体各约占50%，一般较少相的含量最少也需要达到30%的不锈钢。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、Ti、N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，强度高且耐晶间腐蚀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。

焊接工艺应考虑母料特点及热应力残留。
由于双相不锈钢中有较高的铁素体，当接头在300~550℃范围内停留时间过长，会发生475℃脆化。因此，应尽量缩短双相不锈钢焊接接头在这个温度区间的停留时间。

在300~550℃低温加热时可能产生475℃脆性，在600~900℃中温加热时会出现脆性的σ相。因此，应避免焊后消除应力处理，最好的热处理方式为进行固溶化热处理。但过高的固溶化热处理温度，会使单相铁素体晶粒粗大，耐应力腐蚀性能下降。

综上所述，保持相平衡，得到满意的相比例组织，尽量减少析出相，是双相不锈钢焊接的关键，要想达此目的，必须严格控制焊接热输入量；提高焊接材料中的Ni含量，一般焊材中Ni含量要比母材高2%~4%，再加入与母材含量相当的N（为0.1%~0.2%）；应避免焊后消除应力处理。

5. 如何提高不锈钢焊缝的铁素体含量

那是肯定的，首先304是奥氏体不锈钢不错，但是里面也不是纯奥氏体组织，其里面也含有一定的铁素体，铁素体是有磁性的，另外。用来焊接304的不锈钢焊材比如E308-16（也就是普通所说的不锈钢A102）里面含有一定量的铁素体，并且焊接材料的焊缝中的铁素体要较母材的铁素体含量要较母材的要高，因为如果焊缝中的铁素体含量过低就会使的焊缝很容易开裂。因为铁素体可以打乱奥氏体的柱状晶的形态，从而提高抗裂性。因此，焊后肯定会有磁性。如果想焊后没有磁性，你就得选择无磁或低磁的308不锈钢焊材或者选择310焊材也就是不锈钢A402但是价格会比不锈钢A102高很多。

6. 什么叫做双相不锈钢

什么叫做双相不锈钢？

就是奥氏体+铁素体双相不锈钢
是指不锈钢中既有奥氏体又有铁素体组织结构的钢种，而且此二相组织要独立存在，含量都较大，一般认为最少相的含量应大于15%。而实际工程中应用的奥氏体+铁素双相不锈钢（习惯称α+γ双相不锈钢或双相不锈钢）多以奥氏体为基并含有不小于30%的铁素体，最常见的是两相各约占50%的双相不锈钢。双相不锈钢英文简写是DSS(Duplex Stainless Steel)。
由于具有α+γ双相组织结构，双相不锈钢兼有奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢的特点。与铁素体不锈钢相比，α+γ双相不锈钢的韧性高，脆性转变温度低。耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高；同时又保留了铁素体不锈钢的一些特点，如4750C脆性、导热系数高、线膨胀系数小、具有超塑性、有磁性等。与奥氏体不锈钢相比，α+γ双相不锈钢的强度高，特别是屈服强度显著提高，且耐晶间腐蚀、耐应力腐蚀、耐腐蚀疲劳等性能有明显的改善。
α+γ双相不锈钢又分为Cr-Ni型和Cr-Mn-N型。目前实际工程最常用的α+γ双相不锈钢是Cr-Ni型，可分为四类，低合金型、中合金型、高合金型及超级双相不锈钢型，

http://www.maihanji.com/bbs/showcontent.asp?id=417&sortid=76

7. 不锈钢中各元素的作用

不锈钢中CR，，MO，TI各元素的作用是增强不锈钢的性能。具体的作用如下：

1、不锈钢中CR的作用

在不锈钢中加入铬（CR）促进了钢的钝化并使钢保持稳定钝态。

铬可以提高钢的耐氧化性介质和酸性氯化物介质的性能；在镍以及钼和铜复合作用下，铬可以提高钢耐一些还原性介质，有机酸，尿素和碱介质的性能；铬还能提高钢耐局部腐蚀，比如晶间腐蚀。

2、不锈钢中NI的作用

在不锈钢中加入镍（NI）能够改变不锈钢的力学性能。随着不锈钢中镍含量的增加，钢的强度降低而塑性提高。此外镍还可显著提高不锈钢的热加工性能，从而显著提高不锈钢钢的成材率。

3、不锈钢中MO的作用

在不锈钢中加入钼（Mo）可以使不锈钢基体强化，从而提高不锈钢的高温强度和蠕变性能。因此含钼不锈钢也常在高温下应用。

4、不锈钢中Ti的作用

在不锈钢中加入钛（Ti）可提高不锈钢耐晶间腐蚀以及提高不锈钢的高温强度。

(7)双相不锈钢如何提高铁素体扩展阅读：

不锈钢的种类

1、铁素体不锈钢

铁素体不锈钢中含有15%～30%的铬。该不锈钢的耐蚀性、韧性和可焊性会随含铬量的增加而提高，耐氯化物应力腐蚀性能优于其他种类不锈钢。

2、奥氏体不锈钢

奥氏体不锈钢含有大于18%的铬元素，还含有 8%左右的镍及少量钼、钛、氮等元素。奥氏体不锈钢钢具有良好的韧性、焊接性、塑性、耐蚀性能和无磁或弱磁性，可以用来制作耐酸设备。

3、沉淀硬化不锈钢

4、马氏体不锈钢

5、奥氏体 - 铁素体双相不锈钢

参考资料来源：网络-不锈钢

8. 双相钢的性能特点是什么

双相钢是不锈钢中的一种不锈钢按照组织形态分类，可以分为5大类，既铁素体不锈钢，奥氏体不锈钢，马氏体不锈钢，双相不锈钢，沉淀硬化不锈钢。其中双相不锈钢即使同时含有铁素体与奥氏体相的不锈钢为力求准确，以下为摘录：1、与奥氏体不锈钢相比，双相不锈钢的优势如下：
（1）屈服强度比普通奥氏体不锈钢高一倍多，且具有成型需要的足够的塑韧性。采用双相不锈钢制造储罐或压力容器的壁厚要比常用的奥氏体减少30-50%，有利于降低成本。
（2）具有优异的耐应力腐蚀破裂的能力，即使是含合金量最低的双相不锈钢也有比奥氏体不锈钢更高的耐应力腐蚀破裂的能力，尤其在含氯离子的环境中。应力腐蚀是普通奥氏体不锈钢难以解决的突出问题。
（3）在许多介质中应用最普遍的2205双相不锈钢的耐腐蚀性优于普通的316L奥氏体不锈钢，而超级双相不锈钢具有极高的耐腐蚀性，再一些介质中，如醋酸，甲酸等甚至可以取代高合金奥氏体不锈钢，乃至耐蚀合金。
（4）具有良好的耐局部腐蚀性能，与合金含量相当的奥氏体不锈钢相比，它的耐磨损腐蚀和疲劳腐蚀性能都优于奥氏体不锈钢。
（5）比奥氏体不锈钢的线膨胀系数低，和碳钢接近，适合与碳钢连接，具有重要的工程意义，如生产复合板或衬里等。
（6）不论在动载或静载条件下，比奥氏体不锈钢具有更高的能量吸收能力，这对结构件应付突发事故如冲撞，爆炸等，双相不锈钢优势明显，有实际应用价值。
与奥氏体不锈钢相比，双相不锈钢的弱势如下：
（1）应用的普遍性与多面性不如奥氏体不锈钢，例如其使用温度必须控制在250℃以下。
（2）其塑韧性较奥氏体不锈钢低，冷，热加工工艺和成型性能不如奥氏体不锈钢。
（3）存在中温脆性区，需要严格控制热处理和焊接的工艺制度，以避免有害相的出现，损害性能。
2、与铁素体不锈钢相比，双相不锈钢的优势如下：
（1）综合力学性能比铁素体不锈钢好，尤其是塑韧性，不象铁素体不锈钢那样对脆性敏感。
（2）除耐应力腐蚀性能外，其他耐局部腐蚀性能都优于铁素体不锈钢。
（3）冷加工工艺性能和冷成型性能远优于铁素体不锈钢。
（4）焊接性能也远优于铁素体不锈钢，一般焊前不需预热，焊后不需热处理。
（5）应用范围较铁素体不锈钢宽。
与铁素体不锈钢相比，双相不锈钢的弱势如下：
合金元素含量高，价格相对高，一般铁素体不含镍。
综上所述，可以概括地看出DSS的使用性能和工艺性能的概貌，它以其优越的力学与耐腐蚀综合性能赢得了使用者的青睐，已成为既节省重量又节省投资的优良的耐蚀工程材料。

9. 双相钢以及双相不锈钢的性能特点主要有哪些

双相钢就是双相不锈钢
双相不锈钢（Duplex Stainless Steel，简称DSS），指铁素体与奥氏体各约占50%，一般较少相的含量最少也需要达到30%的不锈钢。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、Ti、N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，强度高且耐晶间腐蚀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。
历史发展
双相不锈钢从20世纪40年代在美国诞生以来，已经发展到第三代。它的主要特点是屈服强度可达400-550MPa，是普通不锈钢的2倍，因此可以节约用材，降低设备制造成本。在抗腐蚀方面，特别是介质环境比较恶劣（如海水，氯离子含量较高）的条件下，双相不锈钢的抗点蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀及腐蚀疲劳性能明显优于普通的奥氏体不锈钢，可以与高合金奥氏体不锈钢媲美。
材料介绍
性能特点
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。双相不锈钢有以下性能特点：
（1）含钼双相不锈钢在低应力下有良好的耐氯化物应力腐蚀性能。一般18-8型奥氏体不锈钢在60°C以上中性氯化物溶液中容易发生应力腐蚀断裂，在微量氯化物及硫化氢工业介质中用这类不锈钢制造的热交换器、蒸发器等设备都存在着产生应力腐蚀断裂的倾向，而双相不锈钢却有良好的抵抗能力。
（2）含钼双相不锈钢有良好的耐孔蚀性能。在具有相同的孔蚀抗力当量值（PRE=Cr%+3.3Mo%+16N%）时，双相不锈钢与奥氏体不锈钢的临界孔蚀电位相仿。双相不锈钢与奥氏体不锈钢耐孔蚀性能与AISI 316L相当。含25%Cr的，尤其是含氮的高铬双相不锈钢的耐孔蚀和缝隙腐蚀性能超过了AISI 316L。
（3）具有良好的耐腐蚀疲劳和磨损腐蚀性能。在某些腐蚀介质的条件下，适用于制作泵、阀等动力设备。
（4）综合力学性能好。有较高的强度和疲劳强度，屈服强度是18-8型奥氏体不锈钢的2倍。固溶态的延伸率达到25%，韧性值AK（V型槽口）在100J以上。
（5）可焊性良好，热裂倾向小，一般焊前不需预热，焊后不需热处理，可与18-8型奥氏体不锈钢或碳钢等异种焊接。
（6）含低铬（18%Cr）的双相不锈钢热加工温度范围比18-8型奥氏体不锈钢宽，抗力小，可不经过锻造，直接轧制开坯生产钢板。含高铬（25%Cr）的双相不锈钢热加工比奥氏体不锈钢略显困难，可以生产板、管和丝等产品。

（7）冷加工时比18-8型奥氏体不锈钢加工硬化效应大，在管、板承受变形初期，需施加较大应力才能变形。
（8）与奥氏体不锈钢相比，导热系数大，线膨胀系数小，适合用作设备的衬里和生产复合板。也适合制作热交换器的管芯，换热效率比奥氏体不锈钢高。
（9）仍有高铬铁素体不锈钢的各种脆性倾向，不宜用在高于300°C的工作条件。双相不锈钢中含铬量愈低，σ等脆性相的危害性也愈小。
用途
用于炼油、化肥、造纸、石油、化工等耐海水耐高温浓硝酸等热交换器和冷淋器及器件。 [1]
结构与类型
双相不锈钢由于具有奥氏体+铁素体双相组织，且两个相组织的含量基本相当，故兼有奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢的特点。屈服强度可达400Mpa ~ 550MPa，是普通奥氏体不锈钢的2倍。与铁素体不锈钢相比，双相不锈钢的韧性高，脆性转变温度低，耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高；同时又保留了铁素体不锈钢的一些特点，如475℃脆性、热导率高、线膨胀系数小，具有超塑性及磁性等。与奥氏体不锈钢相比，双相不锈钢的强度高，特别是屈服强度显著提高，且耐孔蚀性、耐应力腐蚀、耐腐蚀疲劳等性能也有明显的改善。
双相不锈钢按其化学成分分类，可分为Cr18型、Cr23（不含Mo）型、Cr22型和Cr25型四类。对于Cr25型双相不锈钢又可分为普通型和超级双相不锈钢，其中应用较多的是Cr22型和Cr25型。我国采用的双相不锈钢以瑞典产居多，具体牌号有：3RE60（Cr18型），SAF2304 （Cr23型），SAF2205 （Cr22型），SAF2507（Cr25型）。
分类
双相不锈钢
第一类属低合金型，代表牌号UNS S32304（23Cr-4Ni-0.1N），钢中不含钼，PREN值为24-25，在耐应力腐蚀方面可代替AISI304或316使用。
第二类属中合金型，代表牌号是UNS S31803（22Cr-5Ni-3Mo-0.15N），PREN值为32-33，其耐蚀性能介于AISI 316L和6%Mo+N奥氏体不锈钢之间。
第三类属高合金型，一般含25%Cr，还含有钼和氮，有的还含有铜和钨，标准牌号UNSS32550（25Cr-6Ni-3Mo-2Cu-0.2N），PREN值为38-39，这类钢的耐蚀性能高于22%Cr的双相不锈钢。
第四类属超级双相不锈钢型，含高钼和氮，标准牌号UNS S32750（25Cr-7Ni-3.7Mo-0.3N），有的也含钨和铜，PREN值大于40，可适用于苛刻的介质条件，具有良好的耐蚀与力学综合性 能，可与超级奥氏体不锈钢相媲美。
不锈钢
不锈钢钢种很多，性能各异，它在发展过程中逐步形成了几大类。
按组织结构分，分为马氏不锈钢（包括沉淀硬化不锈钢）、铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢和奥氏体加铁素体双相不锈钢等四大类；
按钢中的主要化学成分或钢中的一些特征元素来分类，分为铬不锈钢、铬镍不锈钢、铬镍钼不锈钢以及低碳不锈钢、高钼不锈钢、高纯不锈钢等；
按钢的性能特点和用途分类，分为耐硝酸不锈钢、耐硫酸不锈钢、耐点蚀不锈钢、耐应力腐蚀不锈钢、高强不锈钢等；
按钢的功能特点分类，分为低温不锈钢、无磁不锈钢、易切削不锈钢、超塑性不锈钢等。常用的分类方法是按钢的组织结构特点和钢的化学成分特点以及两者相结合的方法分类。一般分为马氏体不锈钢、铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢、双相不锈钢和沉淀硬化型不锈钢等，或分为铬不锈钢和镍不锈钢两大类。
焊接特性
双相不锈钢具有良好的焊接性能，与铁素体不锈钢及奥氏体不锈钢相比，它既不像铁素体不锈钢的焊接热影响区，由于晶粒严重粗化而使塑韧性大幅降低，也不像奥氏体不锈钢那样，对焊接热裂纹比较敏感。
双相不锈钢由于其特殊的优点，广泛应用于石油化工设备、海水与废水处理设备、输油输气管线、造纸机械等工业领域，近些年来也被研究用于桥梁承重结构领域，具有很好的发展前景。
节约型双相钢"经常会出现的焊接性能问题。而焊接标准双相钢并不是一个问题，而且不论采用何种工艺，都有适合这些应用的焊材。从金相的角度来看，焊接2101（1.4162）根本就没有问题，实际上它甚至要比标准级的双相钢更加容易焊接，因为这种材料事实上可以采用乙炔焊工艺来进行焊接，而对于标准双相钢材料而言，始终必须避免使用这种工艺。焊接2101所面临的实际问题是熔池的粘度不同，因此可湿性差了一点。这迫使操作人员在焊接的过程中更加多地使用电弧焊，而这正是问题的所在。尽管可以通过选择超合金化焊材加以弥补，但是我们经常希望选择匹配的焊材。
2101节镍双相不锈钢典型显微组织

在2101中，也存在低温热影响区和高温热影响区中的显微结构之间的热影响区相互作用，比2304、2205或2507更加有利。在以2101进行试验时，也已经发现由于镍含量较低，因此产生了含有较多氮与锰的不同类型的"回火色"，而这影响了腐蚀性能。在电弧和熔池中发生的这一成分损失是由于氮与锰的蒸发与熔敷，这对于双相钢等级的材料来说是一个新问题，因此在这次讲课中将作了较多描述。
焊接特点
双相不锈钢其焊接特点如下：
双相不锈钢在正常固溶处理（1020℃～1100℃加热并水冷）后，钢中含有大约50%～60%奥氏体和50%～40%铁素体组织。随着加热温度的提高，两相比例变化并不明显。
双相不锈钢具有良好的低温冲击韧性，如20mm厚的板材横向试样在-80℃时冲击吸收功可达100J以上。在大多数介质中其耐均匀腐蚀性能和耐点腐蚀性能均较好，但要注意，该类钢在低于950℃热处理时，由于σ相的析出，其耐应力腐蚀性能将显著变坏。由于该钢Cr当量与Ni当量比值适当，在高温加热后仍保留有较大量的一次奥氏体组织，又可使二次奥氏体在冷却过程中生成，结果钢中奥氏体相总量不低于30%～40%因而使钢具有良好的耐晶间腐蚀性能。
另外，如前所述，在焊接这种钢时裂纹倾向很低，不须预热和焊后热处理。由于母材中含有较高的N，焊接近缝区不会形成单相铁素体区，奥氏体含量一般不低于30%。适用的焊接方法有钨极氩弧焊和焊条电弧焊等，一般为了防止近缝区晶粒粗化，施焊时，应尽量使用低的线能量焊接。
影响因素
影响双相不锈钢焊接质量的因素主要体现在以下几方面：
含N量影响
Gómez de Salazar JM等人研究了保护气体中 N2的不同含量对双相不锈钢性能的影响。结果表明，随着混合气体中 N2分压 PN2的增加，焊缝中氮的质量分数ω（N）开始迅速增加，然后变化很小，焊缝中的铁素体相含量φ（α）随ω（N）增加呈线性下降，但φ（α）对抗拉强度和伸长率的影响与ω（N）的影响刚好相反。同样的铁素体相含量φ（α），母材的抗拉强度和伸长率均高于焊缝。这是由于显微组织的不同所造成的。双相不锈钢焊缝金属中含 N 量提高后可以改善接头的冲击韧性，这是由于增加了焊缝金属中的γ相含量，以及减少了Cr2N 的析出。
热输入影响
与焊缝区不同，焊接时热影响区的ω（N）是不会发生变化的，它就是母材的ω（N），所以此时影响组织和性能的主要因素是焊接时的热输入。根据文献 ，焊接时应选择合适的线能量。焊接时如果热输入太大，焊缝热影响区范围增大，金相组织也趋于晶粒粗大、紊乱，造成脆化，主要表现为焊接接头的塑性指标下降。如焊接热输入太小，造成淬硬组织并易产生裂纹，对HAZ的冲击韧性同样不利。此外，凡影响冷却速度的因素都会影响到 HAZ 的冲击韧性，如板厚、接头形式等。
σ相脆化
国外文献介绍了再热引起的双相不锈钢及其焊缝金属的σ相脆化问题。母材和焊缝金属的再热过程中，先由α相形成细小的二次奥氏体γ*，然后析出σ相。结果表明，脆性开裂都发生于σ相以及基体与σ相的界面处，对母材断口观察表明，在σ相周围区域内都为韧窝，由于α相区宽，大量生成的σ相才会使韧性降低，然而在焊缝中α相区是细小的，断口仍表现为脆性断裂，只要少量的σ相生成就足以引起焊缝金属韧性的降低，因此，焊缝金属中的σ相脆化倾向比母材要大得多。
氢致裂纹
双相不锈钢焊接接头的氢脆通常发生于α相，且氢脆的敏感性随焊接时峰值温度的升高而增加。其微观组织的变化为：峰值温度增加，γ相含量减少，α相含量增加，同时由α相边界和内部析出的Cr2N 量增加，故极易发生氢脆。
应力腐蚀开裂
母材和焊缝金属中的裂纹都起始于α/γ界面的α相一侧，并在α相内扩展。奥氏体（γ）由于其固有的低氢脆敏感性，因此，可起到阻挡裂纹扩展的作用。由于DSS 中含有一定量的奥氏体，所以其应力腐蚀开裂倾向性较小。
点蚀问题
耐点蚀是双相不锈钢的一个重要特性，与其化学成分和微观组织有着密切关系。点蚀一般产生于α/γ界面，因此被认为是产生于γ相和α相之间的γ*相。这意味着γ*相中的含Cr量低于γ相。γ*相与γ相的成分不同，是由于γ* 相中 的Cr 和Mo含量低于初始γ相中的Cr、Mo含量。进一步研究表明，含N量较低的钢，其点蚀电位对冷却速度较为敏感。因此，在焊接含 N 量较低的双相不锈钢时，对冷却速度的控制要求更加严格。在双相不锈钢焊接过程中，合理控制焊接线能量是获得高质量双相不锈钢接头的关键。线能量过小，焊缝金属及热影响区的冷却速度过快，奥氏体来不及析出，从而使组织中的铁素体相含量增多；如线能量过大，尽管组织中能形成足量的奥氏体，但也会引起热影响区内的铁素体晶粒长大以及σ相等有害相的析出。一般情况下，焊条电弧焊（Shieded Metal Arc Welding，SMAW）、钨极氩弧焊（Gas Tungsten Arc Welding，GTAW）、药芯焊丝电弧焊（Flux-Cored WireArc Welding，FCAW）和等离子弧焊（Plasma Arc Welding，PAW）等焊接方法均可用于双相不锈钢的焊接，且在焊前一般不需要采取预热措施，焊后也不需进行热处理。
工艺提升
1）合金元素和冷却速度
实验和理论计算表明：临界区加热后获得双相组织所需的临界冷却速率与钢中锰含量具有一定关系。其根钢中存在的合金元素，就可估算获得双相组织所需要的临界冷却速率，为热处理双相钢生产时，选择适当的冷却方法提供依据。
当钢的化学成分一定时，应在保证获得双相组织的前提下，尽可能采用较低的冷却速度，使铁素体中的碳有充分的时间扩散到奥氏体中，从而降低双相钢的屈服强度，提高双相钢的延性。如果钢中合金元素含量较4，临界冷却速度过高，冷却后铁素体中含有较高的固溶碳，不利于获得优良性能的双相钢，这时应改变钢的化学成分，增加钢中的合金元素含量，从而降低临界冷却速度，或者在双相钢的生产工艺中，加入补充回火工序，降低铁素体中的固溶碳，改善双相钢的性能。如果钢中含有强的碳化物形成元素，当估算临界冷却速率时，应考虑到这些元素对临界区加热时所形的奥氏体淬透性和有利影响，V和Ti的碳化物粒子可以通过相界面的钉扎作用提高奥氏体的淬透性，降低临界冷却速度.
2）两阶段冷却工艺
当钢中合金元素含量较低时，冷却速度较慢会得到铁素体加珠光体组织；冷却速度较快时，则铁素体中保留固溶碳较高，不利于降低屈服强度和提高延性。采用两阶段冷却可以改善双相钢的性能，即从临界区加热温度缓冷到某一温度，然后快冷。缓冷可以使铁素体中的碳向未转变的奥氏体富聚。而快冷则可以避免未转变的奥氏体等温分解，保证获得所需的双相组织和性能。例如0.08%C-1.4%Mn钢，从800℃；加热到水冷的力学性能为：σ0.2=365PMa，σb=700MPa，σ0.2/σb=0.52，eu=18%，et=21%。如采用两阶段冷却工艺，即在800℃；加热后，空冷到600℃；，然后水冷，其性能为：σ0.2=280MPa，σb=600MPa，σ0.2/σb=0.47，eu=21%，et=29%。两阶段冷却使双相钢的屈服强度降低，延性提高。
3）双相钢板热轧后盘卷温度的影响
对于一个给定成分的钢，临界区加热时奥氏体的淬透性可以通过钢板热轧后高温卷来修正。高温盘卷可使碳、锰等合金元素在第二组（珠光体或贝氏体）中明显富集。有利提高随后临界区处理时双相钢的综合性能。以0.049%C-1.99%Mn-0.028%Al-0.0019%N钢的试验结果为例，采用两种工艺过程：一种为普通扎制工艺，终轧温度900℃；→油冷到600℃；盘卷→吹风冷到室温→冷轧70%→连续退火。两种盘卷工艺的碳和锰分布的分析结果可见高温盘卷可使碳和锰在第二相中明显富集，而普通的轧制工艺锰基本无富集趋势。
用高温盘卷以修正合金含量较低的钢在随后临界区处理时的淬透性，并降低热处理双相钢的屈服强度，提高其延性的技术，已在有关工厂用于热处理双相钢的生产，所得到的热处理双相钢板综合性能良好，板材各部位的性能均匀，纵向、横向性能一致。例如对0.09%C-0.44Si-1.54%Mn-0.023%Al钢。
限制要求
1.需要对相比例进行控制，最合适的比例是铁素体相和奥氏体相约各占一半，其中某一相的数量最多不能超过65%，这样才能保证有最佳的综合性能。如果两相比例失调，例如铁素体相数量过多，很容易在焊接HAZ形成单相铁素体，在某些介质中对应力腐蚀破裂敏感。
2.需要掌握双相不锈钢的组织转变规律，熟悉每一个钢种的TTT和CCT转变曲线，这是正确指导制定双相不锈钢热处理，热成型等工艺的关键，双相不锈钢脆性相的析出要比奥氏体不锈钢敏感的多。
3.双相不锈钢的连续使用温度范围为-50～250℃，下限取决于钢的脆性转变温度，上限受到475℃脆性的限制，上限温度不能超过300℃。
4.双相不锈钢固溶处理后需要快冷，缓慢冷却会引起脆性相的析出，从而导致钢的韧性，特别是耐局部腐蚀性能的下降。
5.高铬钼双相不锈钢的热加工与热成型的下限温度不能低于950℃，超级双相不锈钢不能低于980℃低铬钼双相不锈钢不能低于900℃，避免因脆性相的析出在加工过程造成表面裂纹
6.不能使用奥氏体不锈钢常用的650-800℃的消除应力处理，一般采用固溶退火处理。对于在低合金钢的表面堆焊双相不锈钢后，需要进行600-650℃整体消应处理时，必须考虑到因脆性相的析出所带来的韧性和耐腐蚀性，尤其是耐局部腐蚀性能的下降问题，尽可能缩短在这一温度范围内的加热时间。低合金钢和双相不锈钢复合板的热处理问题也要同此考虑。
7.需要熟悉了解双相不锈钢的焊接规律，不能全部套用奥氏体不锈钢的焊接，双相不锈钢的设备能否安全使用与正确掌握钢的焊接工艺有很大关系，一些设备的失效往往与焊接有关。关键在于线能量和层间温度的控制，正确选择焊接材料也很重要。焊接接头（焊缝金属和焊接HAZ）的两相比例，尤其是焊接HAZ维持必要的奥氏体数量，这对保证焊接接头具有与母材同等的性能很重要。
8.在不同的腐蚀环境中选用双相不锈钢时，要注意钢的耐腐蚀性总是相对的，尽管双相不锈钢有较好的耐局部腐蚀性能，就某一个双相不锈钢而言，他也是有一个适用的介质条件范围，包括温度、压力、介质浓度、pH值等，需要慎重加以选择。从文献和手册中获取的数据很多是实验室的腐蚀试验结果，往往与工程的实际条件有差距，因此在选材时需要注意，必要时需要进行在实际介质中的腐蚀试验或是现场条件下的挂片试验，甚至模拟装置的试验。
焊材选用要求
焊材要求
焊材包括：①填充金属；②保护气体和背面保护气体。分述如下。在焊态下使用的焊接结构，其焊缝金属与母材相比应是合金元素镍含量较高的。这是为了保证合适的铁素体和奥氏体的相比例。这一纯焊缝金属在焊态下，必须有这样的成分，即能在结晶后直接均匀地形成以奥氏体为主（30%～70%）的并含有铁素体的双相组织。当焊件可在1050～1100℃温度下退火时，应该选择与母材成分（Ni=55%～70%）相当的焊缝金属。在这种焊接工艺中，焊后占主要的铁素体基体转变形成了平衡的铁素体/奥氏体组织。焊接双相不锈钢和超级双相不锈钢的焊材均是配套设计的。手工焊用的涂药焊条既可以用钛型药皮焊条，也可以用碱性药皮焊条。碱性药皮的焊条对全位置的焊接更适宜一些，而铁型悍条工艺性优良，在几乎所有的实际应用中都可获得满意的效果。
采用填充焊丝和其他焊接方法（GTAW、GMAW、SAW）熔敷的焊缝金属与焊丝有类似的化学成分。
背面保护气体用于单面焊的焊管内部气体保护，即可以用于工业纯氩气，也可以用于高纯度氩气（99.99%）。在所有情况下，气体都应该干燥（PrEN439：除CO2外，所有气体最大不超过40ppm露点最高-50℃，CO2中的水分最大不超过200ppm，露点最高为-35℃），因该采取各种措施避免水分侵入保护气体中。
保护气体和背面保护气体对焊缝金属的含氮量有影响。由于保护气体中的N2分压低，可能从焊缝熔池中扩散出N2，从而使焊缝金属氮量降低，最大可减少0.05%N2。存在这种危险时，在保护气体和背面保护气体中必须加入5%N2，以防止焊缝金属N2损失。 [4]
焊材选用
双相不锈钢用的焊材，其特点是焊缝组织为奥氏体占优的双相组织，主要耐蚀元素（铬、钼等）含量与母材相当，从而保证与母材相当的耐蚀性。为了保证焊缝中奥氏体的含量，通常是提高镍和氮的含量，也就是提高约2%~4%的镍当量。在双相不锈钢母材中，一般都有一定量的氮含量，在焊材中也希望有一定的含氮量，但一般不宜太高，否则会产生气孔。这样镍含量较高就成了焊材与母材的一个主要区别。
根据耐腐蚀性、接头韧性的要求不同来选择与母材化学成分相匹配的焊条，如焊接Cr22型双相不锈钢，可选用Cr22Ni9Mo3型焊条，如E2209焊条。采用酸性焊条时脱渣优良，焊缝成形美观，但冲击韧性较低，当要求焊缝金属具有较高的冲击韧性，并需进行全位置焊接时，应采用碱性焊条。当根部封底焊时，通常采用碱性焊条。当对焊缝金属的耐腐蚀性能具有特殊要求时，还应采用超级双相钢成分的碱性焊条。
对于实心气体保护焊焊丝，在保证焊缝金属具有良好耐腐蚀性与力学性能的同时，还应注意其焊接工艺性能，对于药芯焊丝，当要求焊缝成形美观时，可采用金红石型或钛钙型药芯焊丝，当要求较高的冲击韧度或在较大的拘束度条件下焊接时，宜采用碱度较高的药芯焊丝。
对于埋弧焊宜采用直径较小的焊丝，实现中小焊接规范下的多层多道焊，以防止焊接热影响区及焊缝金属的脆化，并采用配套的碱性焊剂

10. hdr双相不锈钢的热处理工艺

astma890/a890m-6a是一种美国牌号的双相不锈钢，属含n、高mo超级双相不锈钢，因具有很高的耐应力腐蚀、孔蚀和缝隙腐蚀性能，而广泛用于制造在海水里工作的铸件，化学成分见表1，一般铸件在固溶处理状态下使用，其金相组织最理想状态为50%铁素体和50%奥氏体。

现有的生产工艺中，从浇注到开箱会使得astma890/a890m-6a双相不锈钢中δ铁素体易于析出σ相，σ相是一种fe、cr原子比例相等的fe-cr金属间化合物，晶体结构为正方晶系，有磁性，硬而脆。它的存在显著地降低了双相不锈钢的塑性、韧性和耐腐蚀性能，形成σ相脆性，影响双相不锈钢铸件的品质。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决上述技术的不足而提供一种双相不锈钢热处理方法，减少加热过程中σ相的析出，提升双相不锈钢的品质。

为了达到上述目的，本发明所设计的一种双相不锈钢热处理方法，首先，将双相不锈钢铸件放入热处理炉，热处理炉对双相不锈钢铸件进行加热，以大于或等于220℃/小时的速度升温至650℃±10℃，保温4小时，再以大于或等于220℃/小时的速度升温至1140℃±10℃，保温2+h小时，其中h的数值以热处理炉内双相不锈钢铸件的最大壁厚计算，h=（最大壁厚/25mm）×1小时；保温时间结束后，热处理炉停止加热，随炉冷却至1120℃，最后将双相不锈钢铸件出炉进行水淬。

作为优选，出炉进行水淬过程中，双相不锈钢铸件从出炉到入水时间小于等于1分钟。

作为优化，淬火池中水与双相不锈钢铸件的重量比大于或等于5：1。

作为优化，淬火前淬火池内的水温小于或等于30℃。

根据研究发现：astma890/a890m-6a双相钢含有24%-26%的cr,在700-900℃温度范围内长时间加热，在高温δ铁素体内会析出富cr的σ相。在400-600温度范围内长时间加热也会因富cr铁素体内相变出现脆化，即产生475℃脆性。砂型铸件由于冷却速度慢，在以上两个温度范围内停留时间长，而具有更明显的脆性倾向。

本发明所得到的一种双相不锈钢热处理方法，缩短铸件在700-900℃、400-600℃这两个温度范围内的停留时间，让铸件在升温和冷却过程中快速通过这两个温度区间，抑制σ相大量析出就可避免其脆化，保证铸件的整体质量。

本发明所得到的一种双相不锈钢热处理方法，铸件的壁厚尺寸相差较大，在650℃左右保温4小时使得铸件壁厚较大处芯部也能均匀受热，同时抑制了σ相的大量析出，为了防止形状复杂的铸件变形和开裂，并得到更细化的晶粒以及强化组织的稳定性停炉冷却至1120℃。

附图说明

图1为现有技术热处理工艺金相组织100x；

图烂和伏2为现有技术热处理工艺金相组织500x；

图3为实施例1处理工艺金相组织100x；

图4为实施例1处理工艺金相组织500x。

具体实施方式

下面通过实施例结合附图对本发明作进一步的描述。

实施例1：

本实施例描述的一种双相不锈钢热处理方法，首先，将双相不锈钢铸件放入热处理炉，热处理炉对双相不锈钢铸件进行加热，以220℃/小时的速度升温至650℃，保温4小时，再以220℃/小时的速度升温至1140℃，保温2+h小时，其中h的数值以热处理炉内双相不锈钢铸件的最大壁厚计算，h=（最大壁饥携厚/25mm）×1小时；保温时间结束后，热处理炉停止加热，随炉冷却至1120℃，最后将双相不锈钢铸件出炉进行水淬。

出炉进行水淬过程中，双相不锈钢铸件从出炉到入水时间小于等于1分钟。

淬火池中水与双相不锈钢铸件的重量比大于或等于5：1。

淬火前淬火池内的水温小于或等于30℃。

采用上述工艺具体对以下铸件进行试验，其名棚首称为：30"-900平板闸阀体。

铸件炉号：b1005，图号：1-9r-230-fg01-a。

如图1、图2所示，采用原热处理工艺，金相组织为奥氏体+铁素体，铁素体中析出部分σ相。

如图3、图4所示，采用本实施例方案的热处理工艺，金相组织为奥氏体+铁素体，铁素体约占50%，且δ铁素体中无σ相的大量析出。

实施例2：

本实施例描述的一种双相不锈钢热处理方法，首先，将双相不锈钢铸件放入热处理炉，热处理炉对双相不锈钢铸件进行加热，以230℃/小时的速度升温至660℃，保温4小时，再以250℃/小时的速度升温至1150℃，保温2+h小时，其中h的数值以热处理炉内双相不锈钢铸件的最大壁厚计算，h=（最大壁厚/25mm）×1小时；保温时间结束后，热处理炉停止加热，随炉冷却至1120℃，最后将双相不锈钢铸件出炉进行水淬。

出炉进行水淬过程中，双相不锈钢铸件从出炉到入水时间小于等于1分钟。

淬火池中水与双相不锈钢铸件的重量比大于或等于5：1。

淬火前淬火池内的水温小于或等于30℃。

实施例3：

本实施例描述的一种双相不锈钢热处理方法，首先，将双相不锈钢铸件放入热处理炉，热处理炉对双相不锈钢铸件进行加热，以240℃/小时的速度升温至640℃，保温4小时，再以280℃/小时的速度升温至1130℃℃，保温2+h小时，其中h的数值以热处理炉内双相不锈钢铸件的最大壁厚计算，h=（最大壁厚/25mm）×1小时；保温时间结束后，热处理炉停止加热，随炉冷却至1120℃，最后将双相不锈钢铸件出炉进行水淬。

出炉进行水淬过程中，双相不锈钢铸件从出炉到入水时间小于等于1分钟。

淬火池中水与双相不锈钢铸件的重量比大于或等于5：1。

淬火前淬火池内的水温小于或等于30℃。

技术特征：
1.一种双相不锈钢热处理方法，其特征是：首先，将双相不锈钢铸件放入热处理炉，热处理炉对双相不锈钢铸件进行加热，以大于或等于220℃/小时的速度升温至650℃±10℃，保温4小时，再以大于或等于220℃/小时的速度升温至1140℃±10℃，保温2+h小时，其中h的数值以热处理炉内双相不锈钢铸件的最大壁厚计算，h=（最大壁厚/25mm）×1小时；保温时间结束后，热处理炉停止加热，随炉冷却至1120℃，最后将双相不锈钢铸件出炉进行水淬。

2.根据权利要求1所述的一种双相不锈钢热处理方法，其特征是：出炉进行水淬过程中，双相不锈钢铸件从出炉到入水时间小于等于1分钟。

3.根据权利要求1所述的一种双相不锈钢热处理方法，其特征是：淬火池中水与双相不锈钢铸件的重量比大于或等于5：1。

4.根据权利要求1所述的一种双相不锈钢热处理方法，其特征是：淬火前淬火池内的水温小于或等于30℃。

技术总结
本发明涉及热处理技术领域，尤其是一种双相不锈钢热处理方法，首先，将双相不锈钢铸件放入热处理炉，热处理炉对双相不锈钢铸件进行加热，以大于或等于220℃/小时的速度升温至650℃，保温4小时，再以大于或等于220℃/小时的速度升温至1140℃，保温2+H小时，其中H的数值以热处理炉内双相不锈钢铸件的最大壁厚计算，H=（最大壁厚/25mm）×1小时；保温时间结束后，热处理炉停止加热，随炉冷却至1120℃，最后将双相不锈钢铸件出炉进行水淬。本发明所得到的一种双相不锈钢热处理方法，缩短铸件在700‑900℃、400‑600℃这两个温度范围内的停留时间，让铸件在升温和冷却过程中快速通过这两个温度区间，抑制σ相大量析出就可避免其脆化，保证铸件的整体质量。

技术研发人员：丁伟涛
受保护的技术使用者：浙江开诚机械有限公司
技术研发日：2020.09.23
技术公布日：2020.12.22