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雙相不銹鋼金屬間相檢測(cè)

ASTM(如A240 板材標(biāo)準(zhǔn))標(biāo)準(zhǔn)及傳統(tǒng)產(chǎn)品規(guī)范均未包含檢測(cè)母材和焊縫有害相的金相切片、沖擊和腐蝕試驗(yàn)。20世紀(jì)80年代中期，合格用戶制定了專有技術(shù)規(guī)范，增加檢測(cè)內(nèi)容及要求。在有些情況下，用戶認(rèn)為補(bǔ)充檢測(cè)會(huì)增加成本，沒有必要，供應(yīng)商也認(rèn)可。從而造成某些項(xiàng)目使用了劣質(zhì)雙相不銹鋼產(chǎn)品(母材或加工制作不達(dá)標(biāo))。

目前已有兩個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)對(duì)檢測(cè)DSS母材和焊縫中的金屬間相做出規(guī)定。

ASTM A923-14 ：奧氏體/鐵素體雙相不銹鋼有害金屬間相檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法：

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

試驗(yàn)方法B—用于雙相不銹鋼組織分類的夏比沖擊試驗(yàn)(第8-13節(jié))

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

ASTM A923-14

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

金相切片：測(cè)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(yàn) ：試驗(yàn)方法B：-40°C夏比沖擊韌性試驗(yàn)。54J的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)似乎與金屬間相的大量存在無(wú)關(guān)。達(dá)到54J的母材，焊接后存在σ相，實(shí)際應(yīng)用中會(huì)顯現(xiàn)出來(lái)。

腐蝕試驗(yàn) ：ASTM A923-14 腐蝕試驗(yàn)

用于超級(jí)雙相鋼的試驗(yàn)方法C是按照ASTM G48在40°C 進(jìn)行24小時(shí)試驗(yàn)。研究表明，對(duì)于雙相不銹鋼鑄件和鍛件，這個(gè)溫度太低。試驗(yàn)溫度50°C 更便于識(shí)別。ASTM A923未對(duì)焊縫進(jìn)行詳細(xì)闡述。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)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(jī)構(gòu)只要求對(duì)切割面打磨，以便在焊接狀態(tài)下測(cè)試焊縫根部。

多年來(lái)，A293標(biāo)準(zhǔn)飽受批評(píng)。雖經(jīng)多次修訂，但仍不能完全滿足油氣公司的要求。在ISO的支持下，油氣行業(yè)的用戶根據(jù)自己的需求編寫了一個(gè)更適合本行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)(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)不銹鋼微觀組織質(zhì)量控制試驗(yàn)方法。本標(biāo)準(zhǔn)適用于從經(jīng)濟(jì)型到特超型所有雙相不銹鋼牌號(hào)。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(hào)的焊縫。每個(gè)牌號(hào)和每種產(chǎn)品類型都有各自的篩選標(biāo)準(zhǔn)。接頭焊態(tài)組織有其特殊要求。

ISO 17781-2017試驗(yàn)方法包含：

1)微觀組織分析

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(qū)域。第三相通常出現(xiàn)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(cè)

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(yàn)

部分雙相鋼產(chǎn)品沖擊韌性要求

4)腐蝕試驗(yàn)

ISO 17781-2017試驗(yàn)采用高合金雙相鋼G48腐蝕試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和經(jīng)濟(jì)型雙相鋼ASTM A1084 試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了每個(gè)牌號(hào)的試驗(yàn)溫度，驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)為最大重量損失(4 g/m2)，且放大倍數(shù)為X20時(shí)無(wú)點(diǎn)蝕跡象。這是因?yàn)榈锟梢栽跊]有任何可見點(diǎn)蝕的情況下造成嚴(yán)重的重量損失。該試驗(yàn)還包括焊縫試驗(yàn)，包括取樣位置和制備，不同牌號(hào)有不同的指標(biāo)和參數(shù)。

總結(jié)

1、雙相不銹鋼(DSS)具有鐵素體-奧氏體雙相微觀組織。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(cè)和現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)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(píng)估工藝和產(chǎn)品是否符合預(yù)期使用條件的依據(jù)。

3、ISO 17781對(duì)檢測(cè)要求和判定標(biāo)準(zhǔn)要求很高。試驗(yàn)的目的是防止不達(dá)標(biāo)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(xiàn)一些問題。其它行業(yè)在采購(gòu)或加工雙相不銹鋼時(shí)，沒有理由不采用ISO 17781標(biāo)準(zhǔn)。