鋼的顯微組織主要為鐵素體和馬氏體，馬氏體組織以島狀彌散分布在鐵素體基體上。雙相鋼無(wú)時(shí)效，具有低的屈強(qiáng)比和較高的加工硬化指數(shù)及烘烤硬化值。主要用于制造汽車車輪、保險(xiǎn)杠加強(qiáng)體、車門防撞梁等零部件。

雙相鋼又叫雙相不銹鋼，所謂雙相不銹鋼是在其固溶組織中鐵素體相與奧氏體相約各占一半，一般量少相的含量也需要達(dá)到30%。在含碳元素較低的情況下，鉻元素含量在18%至28%，鎳元素含量在3%~10%。有些鋼還含有其他合金元素。該類鋼兼有奧氏體和鐵素體不銹鋼的特點(diǎn)，與鐵素體相比，塑性、韌性更高，無(wú)室溫脆性，耐晶間腐蝕性能和焊接性能均顯著提高，同時(shí)還保持有鐵素體不銹鋼的475℃脆性以及導(dǎo)熱系數(shù)高，具有超塑性等特點(diǎn)。與奧氏體不銹鋼相比，強(qiáng)度高且耐晶間腐蝕和耐氯化物應(yīng)力腐蝕有明顯提高。雙相不銹鋼具有優(yōu)良的耐孔蝕性能，也是一種節(jié)鎳不銹鋼。

由于兩相組織的特點(diǎn)，通過(guò)正確控制化學(xué)成分和熱處理工藝，使雙相不銹鋼兼有鐵素體不銹鋼和奧氏體不銹鋼的優(yōu)點(diǎn)，它將奧氏體不銹鋼所具有的優(yōu)良韌性和焊接性與鐵素體不銹鋼所具有的較高強(qiáng)度和耐

氯化物應(yīng)力腐蝕性能結(jié)合在一起，正是這些的性能使雙相不銹鋼作為可焊接的結(jié)構(gòu)材料發(fā)展迅速，80年代以來(lái)已成為和馬氏體型、奧氏體型和鐵素體型不銹鋼并列的一個(gè)鋼類。

雙相不銹鋼具有良好的焊接性能，與鐵素體不銹鋼及奧氏體不銹鋼相比，它既不像鐵素體不銹鋼的焊接熱影響區(qū)，由于晶粒嚴(yán)重粗化而使塑韌性大幅降低，也不像奧氏體不銹鋼那樣，對(duì)焊接熱裂紋比較敏感。

影響雙相不銹鋼焊接質(zhì)量的因素主要體現(xiàn)在以下幾方面：

含N量影響

Gómez de Salazar JM等人研究了保護(hù)氣體中 N2的不同含量對(duì)雙相不銹鋼性能的影響。結(jié)果表明，隨著混合氣體中 N2分壓 PN2的增加，焊縫中氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)ω(N)開(kāi)始迅速增加，然后變化很小，焊縫中的鐵素體相含量φ(α)隨ω(N)增加呈線性下降，但φ(α)對(duì)抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率的影響與ω(N)的影響剛好相反。同樣的鐵素體相含量φ(α)，母材的抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率均焊縫。這是由于顯微組織的不同所造成的。雙相不銹鋼焊縫金屬中含 N 量提高后可以改善接頭的沖擊韌性，這是由于增加了焊縫金屬中的γ相含量，以及減少了Cr2N 的析出。

熱輸入影響

與焊縫區(qū)不同，焊接時(shí)熱影響區(qū)的ω(N)是不會(huì)發(fā)生變化的，它就是母材的ω(N)，所以此時(shí)影響組織和性能的主要因素是焊接時(shí)的熱輸入。根據(jù)文獻(xiàn) ，焊接時(shí)應(yīng)選擇合適的線能量。焊接時(shí)如果熱輸入太大，焊縫熱影響區(qū)范圍增大，金相組織也趨于晶粒粗大、紊亂，造成脆化，主要表現(xiàn)為焊接接頭的塑性指標(biāo)下降。如焊接熱輸入太小，造成淬硬組織并易產(chǎn)生裂紋，對(duì)HAZ的沖擊韌性同樣不利。此外，凡影響冷卻速度的因素都會(huì)影響到 HAZ 的沖擊韌性，如板厚、接頭形式等。

σ相脆化

國(guó)外文獻(xiàn)介紹了再熱引起的雙相不銹鋼及其焊縫金屬的σ相脆化問(wèn)題。母材和焊縫金屬的再熱過(guò)程中，先由α相形成細(xì)小的二次奧氏體γ*，然后析出σ相。結(jié)果表明，脆性開(kāi)裂都發(fā)生于σ相以及基體與σ相的界面處，對(duì)母材斷口觀察表明，在σ相周圍區(qū)域內(nèi)都為韌窩，由于α相區(qū)寬，大量生成的σ相才會(huì)使韌性降低，然而在焊縫中α相區(qū)是細(xì)小的，斷口仍表現(xiàn)為脆性斷裂，只要少量的σ相生成就足以引起焊縫金屬韌性的降低，因此，焊縫金屬中的σ相脆化傾向比母材要大得多。

氫致裂紋

雙相不銹鋼焊接接頭的氫脆通常發(fā)生于α相，且氫脆的敏感性隨焊接時(shí)峰值溫度的升高而增加。其微觀組織的變化為：峰值溫度增加，γ相含量減少，α相含量增加，同時(shí)由α相邊界和內(nèi)部析出的Cr2N 量增加，故極易發(fā)生氫脆。

應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂

母材和焊縫金屬中的裂紋都起始于α/γ界面的α相一側(cè)，并在α相內(nèi)擴(kuò)展。奧氏體（γ）由于其固有的低氫脆敏感性，因此，可起到阻擋裂紋擴(kuò)展的作用。由于DSS 中含有一定量的奧氏體，所以其應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂傾向性較小。

點(diǎn)蝕問(wèn)題

耐點(diǎn)蝕是雙相不銹鋼的一個(gè)重要特性，與其化學(xué)成分和微觀組織有著密切關(guān)系。點(diǎn)蝕一般產(chǎn)生于α/γ界面，因此被認(rèn)為是產(chǎn)生于γ相和α相之間的γ*相。這意味著γ*相中的含Cr量低于γ相。γ*相與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。進(jìn)一步研究表明，含N量較低的鋼，其點(diǎn)蝕電位對(duì)冷卻速度較為敏感。因此，在焊接含 N 量較低的雙相不銹鋼時(shí)，對(duì)冷卻速度的控制要求更加嚴(yán)格。在雙相不銹鋼焊接過(guò)程中，合理控制焊接線能量是獲得雙相不銹鋼接頭的關(guān)鍵。線能量過(guò)小，焊縫金屬及熱影響區(qū)的冷卻速度過(guò)快，奧氏體來(lái)不及析出，從而使組織中的鐵素體相含量增多；如線能量過(guò)大，盡管組織中能形成足量的奧氏體，但也會(huì)引起熱影響區(qū)內(nèi)的鐵素體晶粒長(zhǎng)大以及σ相等有害相的析出。一般情況下，焊條電弧焊（Shieded Metal Arc Welding，SMAW）、鎢極氬弧焊（Gas Tungsten Arc Welding，GTAW）、藥芯焊絲電弧焊（Flux-Cored WireArc Welding，F(xiàn)CAW）和等離子弧焊（Plasma Arc Welding，PAW）等焊接方法均可用于雙相不銹鋼的焊接，且在焊般不需要采取預(yù)熱措施，焊后也不需進(jìn)行熱處理。

焊材要求
焊材包括：
①填充金屬；
②保護(hù)氣體和背面保護(hù)氣體。分述如下，在焊態(tài)下使用的焊接結(jié)構(gòu)，其焊縫金屬與母材相比應(yīng)是合金元素鎳含量較高的。這是為了合適的鐵素體和奧氏體的相比例。這一純焊縫金屬在焊態(tài)下，有這樣的成分，即能在結(jié)晶后直接均勻地形成以?shī)W氏體為主（30%～70%）的并含有鐵素體的雙相組織。當(dāng)焊件可在1050～1100℃溫度下退火時(shí)，應(yīng)該選擇與母材成分（Ni=55%～70%）相當(dāng)?shù)暮缚p金屬。在這種焊接工藝中，焊后占主要的鐵素體基體轉(zhuǎn)變形成了平衡的鐵素體/奧氏體組織。焊接雙相不銹鋼和超級(jí)雙相不銹鋼的焊材均是配套設(shè)計(jì)的。手工焊用的涂藥焊條既可以用鈦型藥皮焊條，也可以用堿性藥皮焊條。堿性藥皮的焊條對(duì)全位置的焊接更適宜一些，而鐵型悍條工藝性優(yōu)良，在幾乎所有的實(shí)際應(yīng)用中都可獲得滿意的效果。

雙相不銹鋼用的焊材，其特點(diǎn)是焊縫組織為奧氏體占優(yōu)的雙相組織，主要耐蝕元素(鉻、鉬等)含量與母材相當(dāng)，從而與母材相當(dāng)?shù)哪臀g性。為了焊縫中奧氏體的含量，通常是提高鎳和氮的含量，也就是提高約2% ~ 4%的鎳當(dāng)量。在雙相不銹鋼母材中，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，否則會(huì)產(chǎn)生氣孔。這樣鎳含量較高就成了焊材與母材的一個(gè)主要區(qū)別。

雙相不銹鋼因?yàn)槠浣鹣囡@微組織由鐵素體和奧氏體兩種不銹鋼晶粒組成，所以被稱為“雙相”。下圖中，黃顏色的奧氏體相被藍(lán)色的鐵素體相所包圍。當(dāng)雙相不銹鋼熔化后，它從液態(tài)凝固時(shí)凝固成完全的鐵素體結(jié)構(gòu)，隨著材料冷卻到室溫，大約有一半的鐵素體晶粒轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體晶粒。其結(jié)果是顯微組織中大約50%為奧氏體相，50%為鐵素體相。

耐應(yīng)力腐蝕破裂性能良好，耐點(diǎn)蝕性能與00Cr17Ni14Mo2（316L不銹鋼）相當(dāng)，具有較高強(qiáng)度，適用于含氯離子的環(huán)境，用于煉油、化肥、造紙、石油、化工等工業(yè)制造熱交換器、冷凝器等。
可代替06Cr18Ni11Ti（321不銹鋼），有更好的力學(xué)性能，特別是強(qiáng)度較高，用于航天設(shè)備等。

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