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雙相不銹鋼金屬間相檢測

ASTM(如A240 板材標準)標準及傳統產(chǎn)品規范均未包含檢測母材和焊縫有害相的金相切片、沖擊和腐蝕試驗。20世紀80年代中期，合格用戶(hù)制定了專(zhuān)有技術(shù)規范，增加檢測內容及要求。在有些情況下，用戶(hù)認為補充檢測會(huì )增加成本，沒(méi)有必要，供應商也認可。從而造成某些項目使用了劣質(zhì)雙相不銹鋼產(chǎn)品(母材或加工制作不達標)。

目前已有兩個(gè)重要標準對檢測DSS母材和焊縫中的金屬間相做出規定。

ASTM A923-14 ：奧氏體/鐵素體雙相不銹鋼有害金屬間相檢測的標準試驗方法：

試驗方法A—用于雙相不銹鋼浸蝕組織分類(lèi)的氫氧化鈉腐蝕試驗(第3-7節)

試驗方法B—用于雙相不銹鋼組織分類(lèi)的夏比沖擊試驗(第8-13節)

試驗方法C—用于雙相不銹鋼組織分類(lèi)的氯化鐵腐蝕試驗(第14-20節)

ASTM A923-14

ASTM A293最初只涉及個(gè)別雙相不銹鋼牌號，而且只針對母材。目的是檢測σ相，不包括χ、氮化物或α‘。檢測方法有三種：

金相切片：測試方法A：金相試樣在NaOH中浸蝕，不顯示氮化物

沖擊韌性試驗 ：試驗方法B：-40°C夏比沖擊韌性試驗。54J的驗收標準似乎與金屬間相的大量存在無(wú)關(guān)。達到54J的母材，焊接后存在σ相，實(shí)際應用中會(huì )顯現出來(lái)。

腐蝕試驗 ：ASTM A923-14 腐蝕試驗

用于超級雙相鋼的試驗方法C是按照ASTM G48在40°C 進(jìn)行24小時(shí)試驗。研究表明，對于雙相不銹鋼鑄件和鍛件，這個(gè)溫度太低。試驗溫度50°C 更便于識別。ASTM A923未對焊縫進(jìn)行詳細闡述。該標準規定兩種試樣：焊縫取樣且全面打磨，表面為“加工態(tài)”試樣，僅打磨切割邊。NORSOK、TWI和IIW等機構只要求對切割面打磨，以便在焊接狀態(tài)下測試焊縫根部。

多年來(lái)，A293標準飽受批評。雖經(jīng)多次修訂，但仍不能完全滿(mǎn)足油氣公司的要求。在ISO的支持下，油氣行業(yè)的用戶(hù)根據自己的需求編寫(xiě)了一個(gè)更適合本行業(yè)的標準(ISO 17781)，2017年首次頒布。

ISO 17781-2017 石油石化和天然氣行業(yè)--鐵素體/奧氏體(雙相)不銹鋼微觀(guān)組織質(zhì)量控制試驗方法。本標準適用于從經(jīng)濟型到特超型所有雙相不銹鋼牌號。它涵蓋所有的主要生產(chǎn)流程，包括鍛造、鑄造和HIP(熱等靜壓)，但不包括增材制造。它還涵蓋了所有雙相鋼牌號的焊縫。每個(gè)牌號和每種產(chǎn)品類(lèi)型都有各自的篩選標準。接頭焊態(tài)組織有其特殊要求。

ISO 17781-2017試驗方法包含：

1)微觀(guān)組織分析

首先在低倍鏡下檢查金相切片，掃描整個(gè)樣本。然后在高倍鏡下檢查受影響的區域。第三相通常出現在鑄件和焊縫的晶界三相點(diǎn)和枝晶間距處。

2)鐵素體含量檢測

浸蝕通常分為兩步進(jìn)行：10%草酸和20%-40%氫氧化鈉或氫氧化鉀。浸蝕后可看到σ相和χ相，以及未納入ASTM A293的氮化物。

3)V型缺口沖擊韌性試驗

部分雙相鋼產(chǎn)品沖擊韌性要求

4)腐蝕試驗

ISO 17781-2017試驗采用高合金雙相鋼G48腐蝕試驗標準和經(jīng)濟型雙相鋼ASTM A1084 試驗標準。標準規定了每個(gè)牌號的試驗溫度，驗收標準為最大重量損失(4 g/m2)，且放大倍數為X20時(shí)無(wú)點(diǎn)蝕跡象。這是因為氮化物可以在沒(méi)有任何可見(jiàn)點(diǎn)蝕的情況下造成嚴重的重量損失。該試驗還包括焊縫試驗，包括取樣位置和制備，不同牌號有不同的指標和參數。

總結

1、雙相不銹鋼(DSS)具有鐵素體-奧氏體雙相微觀(guān)組織。在焊接、熱加工和熱處理等加工制造過(guò)程中，可能會(huì )形成不同類(lèi)型的金屬間相和析出化合物，它們會(huì )影響鋼的性能。

2、無(wú)損檢測和現場(chǎng)檢測操作簡(jiǎn)便，但操作時(shí)需慎重。它們具有重要的參考價(jià)值，但一般不作為評估工藝和產(chǎn)品是否符合預期使用條件的依據。

3、ISO 17781對檢測要求和判定標準要求很高。試驗的目的是防止不達標的材料進(jìn)入油氣行業(yè)。不過(guò)，在其它許多行業(yè)，由于質(zhì)量原因，雙相不銹鋼也出現一些問(wèn)題。其它行業(yè)在采購或加工雙相不銹鋼時(shí)，沒(méi)有理由不采用ISO 17781標準。