2507雙相不銹鋼添加氮氣雷射銲件之顯微組織與腐蝕性研究

Abstract

摘要 本實驗係針對SAF2507雙相不銹鋼，以同軸添加氮氣方式進行雷射銲接，控制氮氣流量以調整銲道中之α / γ比例。研究內容包含顯微組織、氮含量分析、硬度測試、腐蝕試驗等之雷射銲道特性評估。此外，本實驗亦針對母材及銲道試片，進行600-700℃熱處理，觀察析出相及其對腐蝕性質的影響。 實驗結果顯示，控制添加氮氣流量，可使銲道中之γ相增加，改變α / γ比例。本製程可補充一般雷射銲接過程中氮的流失，使銲道氮含量與母材相當。在硬度方面，氮藉由插入型固溶強化γ，彌補因α含量降低之硬(強)度損失，使銲道硬度與母材相近。 雙相不銹鋼含有眾多合金元素，經600℃銲後熱處理之試片會有γ 及碳化物析出，而經700℃熱處理者會有σ相、Cr2N、R-phase及χ-phase產生。上述之析出相很多是在晶界生成，對材料抗蝕性質會產生不利影響。添加氮氣之雷射銲接試片，於700℃熱處理時，可抑制σ相之析出，且隨銲道氮含量的增加，σ相析出量減少。 浸泡試驗顯示，As-welded試片之重量損失皆較經銲後熱處理者為低，其中經700℃熱處理者又較600℃者損失為高，且隨熱處理時間的增加，重量損失亦隨之增加。在As-welded或相同銲後熱處理狀況下，添加氮氣之N-30試片重量損失較N-15試片少，未添加氮氣之N-0試片則為本實驗中損失最多者。浸泡結果顯示：銲道試片之γ隨氮含量增加而增加，有助於材料之抗孔蝕性。 極化腐蝕試驗方面，As-welded試片之極化腐蝕速率則以N-0試片為最高，α與γ等量之N-15試片最低，N-30則較N-15稍高。試片若經銲後熱處理後，600℃處理者腐蝕速率較700℃者為低。 經700℃銲後熱處理後，N-0試片表面產生大量孔蝕，添加氮氣試片由於析出之σ相減少，孔蝕現象並不嚴重(N-30試片中有少許小孔，N-15中則無孔蝕現象)。整體而言，α / γ比例為50/50之N-15試片於HCl溶液中腐蝕速率最低。