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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(tǒng)產(chǎn)品規(guī)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，合格用戶制定了專有技術(shù)規(guī)范，增加檢測內(nèi)容及要求。在有些情況下，用戶認為補充檢測會增加成本，沒有必要，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)。

目前已有兩個重要標準對檢測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的氫氧化鈉腐蝕試驗(第3-7節(jié))

試驗方法B—用于雙相不銹鋼組織分類的夏比沖擊試驗(第8-13節(jié))

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

ASTM A923-14

ASTM A293最初只涉及個別雙相不銹鋼牌號，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關(guān)。達到54J的母材，焊接后存在σ相，實際應用中會顯現(xiàn)出來。

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 進行24小時試驗。研究表明，對于雙相不銹鋼鑄件和鍛件，這個溫度太低。試驗溫度50°C 更便于識別。ASTM A923未對焊縫進行詳細闡述。該標準規(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等機構(gòu)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，A293標準飽受批評。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。每個牌號和每種產(chǎn)品類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)微觀組織分析

首先在低倍鏡下檢查金相切片，掃描整個樣本。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和枝晶間距處。

2)鐵素體含量檢測

浸蝕通常分為兩步進行：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(guī)定了每個牌號的試驗溫度，驗收標準為最大重量損失(4 g/m2)，且放大倍數(shù)為X20時無點蝕跡象。這是因為氮化物可以在沒有任何可見點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(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程中，可能會形成不同類型的金屬間相和析出化合物，它們會影響鋼的性能。

2、無損檢測和現(xiàn)場檢測操作簡便，但操作時需慎重。它們具有重要的參考價值，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(jù)。

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入油氣行業(yè)。不過，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)在采購或加工雙相不銹鋼時，沒有理由不采用ISO 17781標準。