双相不锈钢钢管性能控制的新途径——亚稳界分解热处理(上)

475℃脆化限定了铁素体不锈钢管及双相不锈钢管只能在280℃以下温度服役,富Cr的α′铁素体析出并最终造成贫Cr的α″铁素体强度和硬度增加,但耐蚀性劣化是公认的事实。然而近期研究揭示,280~500℃短时时效并不损害双相不锈钢铁素体区的耐蚀性,这种称为亚稳界分解热处理的工艺可能成为既达到强化又优化耐蚀性的附加热处理方法。简要介绍了高Cr铁素体不锈钢的475℃脆化以及析出分解和亚稳界分解的本质区别,同时讨论了双相不锈钢亚稳界分解热处理的原理及其作为一种新型合金制造方法的应用。     

σ相及相比例对2205双相不锈钢焊接接头性能的影响

对2205双相不锈钢焊接接头在850℃、保温30 min的热处理过程进行了热处理前后的组织金相观察、铁素体体积分数测定、力学性能及耐蚀性试验等研究。结果表明,热处理后的试样,由于σ相的析出及相比例的变化,使得接头耐蚀性降低、硬度升高、冲击韧性和抗拉强度也都有所下降,其中冲击韧性的下降更为明显。     

2205双相不锈钢换热器管板开裂分析与思考

针对出现裂纹的2205双相不锈钢换热器,取样进行了元素、铁素体与硬度测试以及金相分析,结果表明:该换热器2205双相不锈钢管板开裂是由于组织中α铁素体含量偏低引起的氯化物应力腐蚀开裂。因此提出:使用2205双相不锈钢应具有严格的检验制度,避免具有缺陷的材料在产品中使用。另外,由于爆炸复合后需要进行消除应力退火处理,相当于对2205双相不锈钢进行时效处理,难以避免双相钢中σ相析出导致材料脆化,所以不建议使用2205双相不锈钢的复合板材料。     

铁素体不锈钢晶间腐蚀问题的探讨

铁素体不锈钢因在特定温度下有碳化物、氮化物和σ相的析出,及其独有的475℃脆性,致使其存在晶间腐蚀敏感性。改变铁素体不锈钢中铬、钼、碳、氮、铌、钛含量,可以适当降低其晶间腐蚀敏感性。铁素体不锈钢应以退火态供货,在焊接过程中尽可能的采取各种措施来降低焊接过程产生的热量,从而降低其晶间腐蚀敏感性。国内尚未制定铁素体不锈钢晶间腐蚀试验方法标准。通过对铁素体不锈钢的晶间腐蚀机理的阐述,分析铁素体不锈钢晶间腐蚀的影响因素,总结了相关预防措施,提出制定铁素体不锈钢晶间腐蚀试验标准来进一步规范铁素体不锈钢的应用。     

S32760超级双相不锈钢管材焊接接头组织及腐蚀原因分析

观察了氩弧焊S32760双相不锈钢管材焊接接头各区的组织,分析了焊接接头腐蚀的原因,测定了焊接接头奥氏体和铁素体相比例。结果表明,氩弧焊焊后不进行热处理,焊缝和热影响区组织均为奥氏体和铁素体双相组织,存在少量的σ相,焊缝金属的奥氏体组织比例为64%,铁素体比例为36%,母材部分奥氏体比例为52%,铁素体比例在48%。双相不锈钢焊接接头熔合线结合良好,焊缝热影响区宽度较小。焊接接头出现孔蚀的原因与焊后冷却速度过慢、焊缝组织中奥氏体量过多及其组织中析出σ相有关。     

σ相对双相不锈钢焊缝组织耐蚀性的影响

对双相不锈钢焊缝进行850℃保温10min、30min和1h的不同时效处理,使其组织中析出一定量的σ相,然后对不同处理的试样进行组织观察和点蚀实验。结果表明,随着时效时间的增加σ相含量增多,焊缝组织奥氏体化越严重,耐蚀性逐渐降低,850℃保温1h试样耐蚀性最差。     

浅谈双相不锈钢管件裂纹成因及控制措施

双相不锈钢具有奥氏体+铁素体双相组织,兼有奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢的特点。因有较高的强度和耐应力腐蚀性能,同时有良好的焊接性、超塑性和低温冲击韧性等优越的性能使双相不锈钢广泛用于石油化工领域。因为双相不锈钢兼有铁素体和奥氏体两相组织,对成形和热处理等方面的工艺要求较高,管件的制造难度大。对某项目煤气化装置中的双相不锈钢管件在开工过程中出现裂纹的原因进行了详细分析,并提出了双相不锈钢管件制造过程中的多项控制措施。     

一种双相不锈钢焊接接头的组织及腐蚀性能

使用优化的焊接工艺参数,对ASTM A928 S31803双相不锈钢进行焊接,获得了性能良好的焊接接头。在给定工艺参数下,焊缝及热影响区生成奥氏体-铁素体双相组织,焊接接头无脆化区生成,耐点蚀性能和电化学腐蚀性能满足要求。在研究了双相不锈钢焊接性能特点的基础上,完成了该接头的腐蚀性能评定试验,可为焊接从业者提供参考。     

石油天然气生产中的不锈钢

随着石油天然气工业的发展,耐蚀性差的碳钢和低合金钢材料已难以满足生产需要,因此耐蚀性优良的不锈钢材料就成为一个油气工业选材的研究热点。阐述了油气生产中硫化氢、二氧化碳、氯离子、温度、硫、海水及人工操作这些影响腐蚀的因素,介绍了适合于油气生产中使用的铁素体不锈钢、马氏体不锈钢、奥氏体不锈钢及双相不锈钢。     

2205双相不锈钢在增材制造和热处理过程中组织和力学性能的变化

为了研究激光粉末床熔合（LPBF）过程中双相不锈钢的固态相变和力学性能的变化规律，采用电子背散射衍射（EBSD）、电子探针（EPMA）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、原子探针层析技术（APT）和力学性能测试等方法对材料性能进行了表征。结果显示，采用LPBF技术制备的双相不锈钢（DSS）组织多为铁素体，柱状铁素体晶粒沿BD方向生长，具有很强的织构，相比于常规制造DSS屈服强度和极限抗拉强度得到了较大程度的提升，但延性下降。对采用LPBF技术加工的2205双相不锈钢进行1 000℃退火处理后，组织可恢复到相平衡状态，塑性得到明显提高，-110℃时表现出优良的冲击韧性。此外，LPBF试样具有较高的强度和较低的塑性，这主要是因为铁素体组织中的N过饱和度更高，形成的Cr2N颗粒较多，因而位错密度较大，热处理后，细小的奥氏体晶粒弥散分布在铁素体基体中，在塑性变形时形成孪晶并导致位错塞积，从而抑制铁素体发生塑性变形，使材料具备较大的塑性变形容限。     

304和304L焊接接头敏化热处理后的晶间析出行为研究

为了考察常用奥氏体不锈钢的敏化析出行为,对304和304L焊接接头试板进行了不同温度的敏化热处理,然后利用晶间腐蚀试验、扫描电镜观察和能谱分析等方法研究了试板焊缝和热影响区的耐晶间腐蚀性能和析出相形态.研究发现:不锈钢中碳含量的微小差异就会对晶界析出行为产生很大影响,钢中微量的氮对析出相的形成贡献不大;304和304L中残留的铁素体对析出行为有影响,敏化析出相由奥氏体晶界向铁素体内部析出并聚集,在析出峰值温度,析出相几乎填满整个铁素体;304L热影响区纯奥氏体组织的晶界对敏化处理的敏感性不大,在800℃附近才有极少量的析出相在晶界弥散析出.在晶间腐蚀环境中选材时,建议选用超低碳不锈钢,且应维持较高的Ni,Mn和N含量,降低和消除奥氏体不锈钢中残留的铁素体.     

添加填充金属的不锈钢焊管制造过程及性能控制

介绍了自熔焊接不锈钢焊管焊缝和添加填充金属不锈钢焊管焊缝的化学成分和性能,以及焊缝金属铁素体含量的测定和控制。指出不锈钢焊管焊缝是否添加填充金属和微观组织的差异决定了两类不锈钢焊管制造过程和使用性能都有所不同。不添加填充金属的奥氏体和双相不锈钢焊管都必须或应尽可能在热处理状态供货,添加填充金属的奥氏体和双相不锈钢焊管往往要求控制铁素体含量。     

铁素体钢焊接热影响区脆化的研究

本文通过金相、Ｘ射线衍射、扫描电镜（ＳＥＭ）和电子探针（ＥＰＭＡ）等试验方法，对高铬铁素体不锈钢焊接区域的显微组织和焊接热影响区（ＨＡＺ）脆化特性进行了试验研究，并对焊后经过再加热处理的ＨＡＺ晶粒粗化倾向、析出物及断口形态进行了分析。试验结果表明，晶粒粗化、析出物增多以及晶界氧化是造成铁素体钢焊接ＨＡＺ脆化的主要原因，ＨＡＺ中的析出物（ＴｉＮ、ＴｉＣ和β－Ｃｒ２Ｎ等）对脆化裂纹的产生和扩展有促进作     

冷加工对不锈钢钢管耐蚀性的损害和控制探讨

论述分析了冷加工对不锈钢钢管耐蚀性的损害原因以及影响因素,着重强调了固溶和退火热处理在不锈钢无缝钢管加工过程当中的重要意义,同时对控制冷加工变形量的意义进行了详细的论述分析,以欧美标准作为实例对控制原则和方法进行综合探究,旨在于通过此次研究分析,对不锈钢钢管热处理的方法进行细致的探索,进而使钢管制造工艺得到进一步的优化。     

双相不锈钢钢管埋弧焊焊接接头微观组织及力学性能

采用钨极氩弧焊打底、埋弧焊填充的焊接工艺,对2295双相不锈钢钢管焊接接头的金相组织及力学性能进行了试验和分析.结果表明,选用适当的焊丝并控制热输入和层间温度,2205双相不锈钢具有良好的可焊性,焊接所得焊接接头金相组织为铁素体 奥氏体双相组织,其各项力学性能均符合要求.     

SAF2205双相不锈钢焊接换热管热处理工艺及设备改进

为开发SAF2205双相不锈钢焊接管这一新产品,根据SAF2205双相不锈钢焊接管生产过程中母材会发生组织、力学性能及工艺性能改变的特点,通过改造部分加工设备和制定合理的在线固熔热处理工艺,获得了组织均匀、奥氏体质量分数40％～60％0和铁素体质量分数60％～40％的SAF2205双相不锈钢焊接换热管.     

00Cr22Ni5Mo3N双相不锈钢焊接工艺研究

00Cr22Ni5Mo3N双相不锈钢焊接时,其焊缝和热影响区（HAZ）的韧塑性和耐蚀性通常是主要考虑因素。采用气体保护钨极氩弧焊（GTAW）,通过调整焊接工艺,分析研究该工艺下焊接接头的相比例及耐腐蚀性能,为00Cr22Ni5Mo3N双相不锈钢的现场焊接提供指导。     

国产超级双相不锈钢应用浅析

主要介绍了超级双相钢的特点,分析了相比例、点蚀系数、有害相以及非金属夹杂物对双相钢耐蚀性的影响,同时分析了不同的热处理温度对相比例和σ相析出的影响及其对材料机械性能的影响。结合σ相析出温度区间、析出时间、溶解温度及标准的不足,给出了最佳热处理工艺。最后通过解读超级双相钢材料相关制造标准,提出工程应用需补充的技术要求,从而消除因标准验收指标缺项带来的产品质量不确定性而造成的材料使用安全隐患。     

加氢精制装置加热炉炉管材质劣化检测及分析

针对某石化企业加氢精制装置反应进料加热炉炉管的宏观检查和锤击异常现象,采用厚度测量、硬度分析、金相组织分析、光谱分析、铁素体分析等方法对炉管进行材料分析,结合加热炉运行数据对炉管缺陷产生的原因进行综合分析,认为炉管可能存在不锈钢晶界析出碳化铬的材质劣化及金属脆化现象。     

904L+14Cr1MoR(H)复合板的热处理工艺研究

14Cr1MoR(H)消应力退火温度一般在690℃左右,但该温度处于904L敏化温度范围(550~850℃)内。针对中国石化工程建设有限公司(SEI)设计的惠州炼化二期项目拟建POX装置氯洗塔用904L+14Cr1MoR(H)复合板爆炸焊接后需要经过消应力热处理的问题,在爆炸复合后进行系列热处理试验,并通过拉伸、弯曲、冲击、剪切等力学性能试验和复层耐蚀性试验,获得其最佳的热处理工艺。结果表明:经620~690℃热处理后,904L均发生晶界粗化,晶界有碳化物析出现象,只是程度不同而已,但晶间腐蚀试验均合格。根据各种热处理制度对材料的力学性能、耐蚀性能影响程度及设备复合板本体厚度,确定最终热处理工艺选定为(690±14)℃,180 min保温时间(根据实际厚度选定),出炉风冷,综合性能最优。其力学性能和耐蚀性完全能够满足设计要求。