双相不锈钢金属间相检测

ASTM(如A240 板材标准)标准及传统产品规范均未包含检测母材和焊缝有害相的金相切片、冲击和腐蚀试验。20世纪80年代中期，合格用户制定了专有技术规范，增加检测内容及要求。在有些情况下，用户认为补充检测会增加成本，没有必要，供应商也认可。从而造成某些项目使用了劣质双相不锈钢产品(母材或加工制作不达标)。

目前已有两个重要标准对检测DSS母材和焊缝中的金属间相做出规定。

ASTM A923-14 ：奥氏体/铁素体双相不锈钢有害金属间相检测的标准试验方法：

试验方法A—用于双相不锈钢浸蚀组织分类的氢氧化钠腐蚀试验(第3-7节)

试验方法B—用于双相不锈钢组织分类的夏比冲击试验(第8-13节)

试验方法C—用于双相不锈钢组织分类的氯化铁腐蚀试验(第14-20节)

ASTM A923-14

ASTM A293最初只涉及个别双相不锈钢牌号，而且只针对母材。目的是检测σ相，不包括χ、氮化物或α‘。检测方法有三种：

金相切片：测试方法A：金相试样在NaOH中浸蚀，不显示氮化物

冲击韧性试验 ：试验方法B：-40°C夏比冲击韧性试验。54J的验收标准似乎与金属间相的大量存在无关。达到54J的母材，焊接后存在σ相，实际应用中会显现出来。

腐蚀试验 ：ASTM A923-14 腐蚀试验

用于超级双相钢的试验方法C是按照ASTM G48在40°C 进行24小时试验。研究表明，对于双相不锈钢铸件和锻件，这个温度太低。试验温度50°C 更便于识别。ASTM A923未对焊缝进行详细阐述。该标准规定两种试样：焊缝取样且全面打磨，表面为“加工态”试样，仅打磨切割边。NORSOK、TWI和IIW等机构只要求对切割面打磨，以便在焊接状态下测试焊缝根部。

多年来，A293标准饱受批评。虽经多次修订，但仍不能完全满足油气公司的要求。在ISO的支持下，油气行业的用户根据自己的需求编写了一个更适合本行业的标准(ISO 17781)，2017年首次颁布。

ISO 17781-2017 石油石化和天然气行业--铁素体/奥氏体(双相)不锈钢微观组织质量控制试验方法。本标准适用于从经济型到特超型所有双相不锈钢牌号。它涵盖所有的主要生产流程，包括锻造、铸造和HIP(热等静压)，但不包括增材制造。它还涵盖了所有双相钢牌号的焊缝。每个牌号和每种产品类型都有各自的筛选标准。接头焊态组织有其特殊要求。

ISO 17781-2017试验方法包含：

1)微观组织分析

首先在低倍镜下检查金相切片，扫描整个样本。然后在高倍镜下检查受影响的区域。第三相通常出现在铸件和焊缝的晶界三相点和枝晶间距处。

2)铁素体含量检测

浸蚀通常分为两步进行：10%草酸和20%-40%氢氧化钠或氢氧化钾。浸蚀后可看到σ相和χ相，以及未纳入ASTM A293的氮化物。

3)V型缺口冲击韧性试验

部分双相钢产品冲击韧性要求

4)腐蚀试验

ISO 17781-2017试验采用高合金双相钢G48腐蚀试验标准和经济型双相钢ASTM A1084 试验标准。标准规定了每个牌号的试验温度，验收标准为最大重量损失(4 g/m2)，且放大倍数为X20时无点蚀迹象。这是因为氮化物可以在没有任何可见点蚀的情况下造成严重的重量损失。该试验还包括焊缝试验，包括取样位置和制备，不同牌号有不同的指标和参数。

总结

1、双相不锈钢(DSS)具有铁素体-奥氏体双相微观组织。在焊接、热加工和热处理等加工制造过程中，可能会形成不同类型的金属间相和析出化合物，它们会影响钢的性能。

2、无损检测和现场检测操作简便，但操作时需慎重。它们具有重要的参考价值，但一般不作为评估工艺和产品是否符合预期使用条件的依据。

3、ISO 17781对检测要求和判定标准要求很高。试验的目的是防止不达标的材料进入油气行业。不过，在其它许多行业，由于质量原因，双相不锈钢也出现一些问题。其它行业在采购或加工双相不锈钢时，没有理由不采用ISO 17781标准。