在這些高合金雙相不銹鋼中，焊縫的多次加熱循環(huán)會導(dǎo)致氮化鉻、二次奧氏體和包括σ相在內(nèi)的各種金屬間化合物的析出。列出了基本金屬和焊條的成分范圍。請注意，除了按照慣例促使在焊后狀態(tài)形成奧氏體，填充金屬的鎳含量高外，填充金屬中還添加了少量銅和鎢，為了使其與基本金屬相匹配。許多填充金屬制造廠家推薦填充金屬/基本金屬的組合材料。工藝評定測試用的板厚為9.5mm。接頭坡口形式是單面V型坡口，坡口角度為60度，根部間隙為1.5mm，鈍邊為3mm。最初的工藝評定測試使用的是3.2mm的電焊條。在V型坡口中進行焊接十次后，對根部進行清根，使其露出完好的金屬，然后再焊兩個道次完成焊接。所有焊道的平均焊接熱輸入為0.7kJ/mm。在－40℃從焊縫金屬和熱影響區(qū)切取了小尺寸（8mm厚的）夏比V型缺口試樣并進行了測試。沖擊試驗要求是27J，熱影響區(qū)遠遠超過了該要求。但是在對焊縫金屬進行初次實驗和重復(fù)試驗時，三個夏比V型缺口試樣中的兩個試樣沒有達到27J。

  為了找出焊縫金屬沖擊試驗結(jié)果不高的原因，利用掃描電子顯微鏡檢測了工藝評定測試用的焊縫試樣。圖中所示為試樣中部厚度附近焊縫金屬的顯微組織。僅在鐵素體內(nèi)就有大量的有角析出物。但是沒有準(zhǔn)確確定到底是什么析出物。我們的結(jié)論是析出物是在對測試試樣進行十二道次的焊接時反復(fù)重復(fù)加熱產(chǎn)生的。因此，使用相同的接頭設(shè)計和電焊條，又進行了一次新的工藝評定測試。在新的工藝測試中，為了使焊接熱輸入在1.2～1.3 kJ/mm之間，降低了焊接速度，焊接是通過在上部進行四個道次的焊接，在清根后進行一個道次的焊接完成的。在溫度為－40℃時，大小相同的小尺寸夏比V型缺口沖擊試樣完全超過了27J的要求。顯微組織內(nèi)也沒有各種析出物。

  雙相不銹鋼管道內(nèi)的根部焊道有呈現(xiàn)出不當(dāng)熱輸入特殊情況的可能。在培訓(xùn)碳鋼管道的焊接人員時，要求他們在進行根部焊道的焊接時要采用相當(dāng)快的速度進行焊接，通常，在向下立焊時，使用纖維素電焊條，然后，采用“熱焊道”的高熱輸入，防止碳鋼產(chǎn)生氫致裂紋。但是，在熱輸入較高的“熱焊道”后，進行低熱輸入的根部焊道的焊接會使根部焊道過熱，造成超級雙相不銹鋼的根部焊道內(nèi)金屬間化合物的析出。

 因為在使用過程中，根部焊道表面通常與腐蝕介質(zhì)接觸，這種情況非常危險。雖然金屬間化合物有損于韌性，但是，埋在焊接接頭內(nèi)的金屬間化合物遠離暴露面，其危害程度要低于根部焊道內(nèi)的金屬間化合物，原因是埋在焊接接頭內(nèi)的金屬間化合物一般不與腐蝕介質(zhì)接觸，而根部焊道內(nèi)的金屬間化合物與腐蝕介質(zhì)接觸。在焊接雙相不銹鋼，特別是超級雙相不銹鋼管道時的規(guī)范操作是根部焊道的熱輸入要大于最初的填充焊道。厚度為6mm左右的根部焊道使用效果相當(dāng)好。不合理的焊后熱處理如果焊接的鑄件或焊接成型的封頭需要進行焊后熱處理，那么，使用常用的富鎳填充金屬，再加上采用滿足基本金屬規(guī)范但不合理的退火溫度就會使雙相不銹鋼加工制造廠犯另外一個錯誤（對雙相不銹鋼來說，通常鎳含量為9%，其他與填充金屬相似，如表中所示的E2595-15填充金屬）。一般的要求是在最低1040℃的溫度進行退火，然后從退火溫度進行水淬。由于人們不太了解在加熱到退火溫度的過程中，雙相不銹鋼中幾乎總是形成σ相，而鎳含量較高會使σ相的固溶相線溫度增高。在這種情況下，富鎳的焊縫金屬就危險。宏盛特鋼制做的圖中所示為鎳對25%Cr－3.5%Mo合金σ相固溶相線溫度的影響。雖然繪制該圖所用的合金不含諸如錳、硅和氮等合金元素，但是便于人們從本質(zhì)上了解鎳的影響。它清楚地表明，σ相固溶相線溫度隨鎳含量的增加而增加。特別是它表明，含9%Ni的焊縫金屬的σ相固溶相線溫度會比含5%Ni的匹配基本金屬的σ相固溶相線溫度至少高50℃。

 從本質(zhì)上來說，圖也可適用于22%鉻含量的合金，如利用富鎳填充金屬焊接的2205。焊縫金屬含8.3%鎳。由于擔(dān)心在加熱到退火溫度過程中形成的σ相在退火溫度溶解速度太慢，它在1040℃溫度下退火96小時。從退火溫度進行水淬后可清楚地看到有大量σ相存在?？傻贸鲞@樣的結(jié)論，在溫度1040℃時，該成分內(nèi)的σ相穩(wěn)定。注意，由于退火時間長，與后面所示的相比，其顯微組織要粗大得多。圖所示為與合金255成分（5.8%鎳）完全相匹配的焊縫金屬。焊縫金屬是水淬前在溫度1040℃退火4個小時，它不含σ相，延展性相當(dāng)好（在標(biāo)距長度與直徑比的拉伸試驗中，伸長率為34%）。當(dāng)將其他成分相似，但鎳含量達9%的焊縫金屬2205合金在溫度1040℃進行退火并進行水淬火時，結(jié)果是在整個顯微組織有大量的σ相呈現(xiàn)灰色，奧氏體呈現(xiàn)白色，鐵素體呈現(xiàn)黑色。焊縫金屬相當(dāng)脆，伸長率僅為7%（與其相比，在焊后狀態(tài)伸長率為26%）。值得注意的是，該9%鎳焊縫金屬的焊后鐵素體含量為54%，但是，在溫度1040℃進行退火后下降到28，說明由于該熱處理，大約一半的原鐵素體變成σ相。這實質(zhì)上與圖中所示的顯微組織一致。相同的9%Ni焊縫金屬，在溫度1150℃退火，在爐內(nèi)冷卻到1040℃，并在1040℃保溫30分鐘，然后在σ相成核前進行水淬，測量得出45FN，具有35%的伸長率，在顯微組織內(nèi)沒有σ相?！胺旨壨嘶稹痹试S氮的近平衡分配，這也是合金255供應(yīng)商稱基體金屬有卓越的耐腐蝕性能的地方。從本文可清楚地看出，為了避免σ相帶來的危害，富鎳填充金屬要求的退火溫度比基體金屬更高?！　?/span>