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焊接材料双相不锈钢ER2209焊丝热塑性研究
发布人：上海艾荔艾金属材料有限公司
更新时间：2013-07-11
焊接材料双相不锈钢ER2209就合金特性而言与2205型双相不锈钢相近，但因在合金成分上有较大区别，其镍含量由5%左右提高到了9%左右，其组织特性也发生了改变，此材料在锻造过程中发生锻造缺陷的情况比较普遍。所以，有必要对其热塑性进行研究，进而为优化热加工工艺提供依据。
试验材料为哈尔滨焊接研究所生产的ER2209焊丝，试验内容包括：
1）模拟锻造过程中不同加热峰值温度试验，确定最佳加热温度区间；
2）模拟降温过程，确定最佳终锻温度；
3）比较两种不同铁素体含量的重熔锭，研究铁素体含量对热塑性的影响。
试验发现,在700～1000℃范围内，低铁素体材料塑性明显好于高铁素体含量材料。900℃刚好是2209双相不锈钢σ相析出的温度，在此温度下几分钟内就能析出σ相。σ相是不锈钢、耐热钢等高合金钢中经常出现的一种金属间相，它是富Cr、Mo、Si及W元素和贫Ni及Mn元素的一种正方晶体结构的金属间化合物。在双相不锈钢中，根据合金成分的不同在600～1100℃处于热稳定状态。当双相不锈钢持续处于600～1000℃时，其组织中容易析出金属间化合物（如碳化物、氮化物、σ相等）。这些相的析出会在不同程度上影响材料的力学性能和耐腐蚀性能。其中σ相析出是危害性最大的一种金属间相，它硬而脆，会显著降低钢的塑性和韧性。因此认为，在900℃时塑性最低可能是σ相析出造成的。因而可以认为，随钢中铁素体比例的升高，终锻温度应适当提高，并尽可能避免900℃脆性区间。
种种迹象表明：
1）ER2209的最佳塑性温度区间与铁素体含量有关。当铁素体含量约50%时温度为1100～1250℃；当铁素体含量约30%时温度为1000～1250℃；当铁素体与奥氏体比例接近1∶1时热塑性区间变窄。低铁素体含量钢热塑性整体优于高铁素体含量的热塑性。
2）保温时间对高温塑性有较大的影响。保温时间过短或过长时，该材料的高温塑性均有明显的下降。
3）根据降温段热塑性规律，当铁素体比例接近50%时，降温过程应避免在900℃时停留，即使停留几分钟其热塑性就会明显下降；而当铁素体比例降低至30%时，该脆性影响基本消除。
4）在热加工过程中，锻轧温度应根据钢中铁素体比例进行设计，对于高铁素体钢其加热温度和终锻温度都要精确控制，其最佳热加工温度范围比较窄。
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