在我国西气东输主力气田――克拉 2 气田的天然气内部集输工 程中，采用了 UNS S32205 双相不锈钢, 其优良的耐蚀性能、高强度 和高韧性是选用 UNS S32205 双相不锈钢的主要原因。
双相不锈钢是铁素体相和奥氏体相大约各占 50％的不锈钢，其 结合了铁素体相和奥氏体不锈钢相各自的优点，具有比奥氏体不锈钢 更高的强度和更优良的耐应力腐蚀开裂性能和抗点蚀的能力（见表 1）、优良的抗晶间腐蚀能力。但制造中的不适当热处理和现场安装焊 接等，均会使双相不锈钢产生有害沉淀相σ相，降低双相不锈钢的韧 性和耐蚀性，因此，除在热处理和焊接中要控制双相不锈钢在敏感温 度（320～955℃）的累积停留时间，还要在双相不锈钢产品的检验中 进行耐蚀性、冲击韧性和有害沉淀相的检验。而有害沉淀相又直接影 响双相不锈钢的耐蚀性和冲击韧性，因此其是最为重要的双相不锈钢 的检验【1、2】。有害沉淀相的检验经济实用方法是美国材料试验工程师 协会专门制定的检验双相不锈钢有害沉淀相的标准ASTM A923“锻 压铁素体/奥氏体不锈钢有害沉淀相的实验室检验方法”【3】，耐点蚀的检验方法则采用ASTM G48“用氯化铁溶液进行不锈钢及有关合金点蚀和缝隙腐蚀试验方法”中的A法【4】（其与我国GB/T17897“不锈 钢三氯化铁点腐蚀试验方法”相似），冲击韧性的检验则采用ASTM A370“钢产品力学试验的定义和试验方法”【5】的规定（其与我国 GB/T229:“金属夏比缺口冲击试验方法”相似）。
表 1
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材料 |
σ0.2/MPa |
σb/MPa |
δ |
CPT/℃ |
PRE |
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316L |
310 |
350 |
54 |
30 |
26 |
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2205 |
450 |
620 |
25 |
45 |
35 |
上表中 CPT 是临界孔蚀温度，PRE 为点蚀当量系数。其均是金属材料耐点蚀的相 对比较参数。
1. ASTM A923 标准简介
在 ASTM 923 标准中，规定了经固溶处理的双相不锈钢有害沉 淀相三种经济的实验室检验方法，方法 A 氢氧化钠浸蚀试验，方法 B 冲击韧性试验、方法 C 氯化铁溶液点蚀试验。其中 ASTM A923 C 法与 ASTM G48 的 A 法、ASTM A923 B法与 ASTM A370 的冲击试验方法既有相同之处，也有各自的特点。 ASTM A923 A 法可以作为合格材料的验收判据，而不能作为判 废材料的依据，其是 B 法和 C 法试验的快速筛选试验方法，即通过方法 A 接受的样品可以不作 B 法和 C 法试验。
ASTM A923 方法 B 冲击韧性试验对于 UNS S32205 双相不锈钢 的验收判据是在－40℃试验时的 V 型缺口标准试件，平均冲击功要求 见下表 2：
表2 UNS S32205 双相不锈钢方法 B 冲击韧性试验验收判据
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母材金属 |
热影响区 |
焊缝熔敷金属 |
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≥54J |
≥54J |
≥34J |
这是因为研究发现，在－40℃时 27J 的冲击功不能与金属中的有 害沉淀相关联，且双相不锈钢的钢板在明显存在有害沉淀相后，也可 能有相当的冲击功，因此在 ASTM A923 的检验方法 B 法中的验收值 考虑了这两方面的原因，将母材和热影响区的验收值规定为 54J。另 一方面，焊缝金属在没有有害沉淀相时，也偶尔可能低于 54J，例如， 焊缝中有氧时，焊缝的韧性会受到很大影响，因此焊缝熔敷金属验收 值在大于 27J 地基础上较母材和热影响区有所降低，规定为 34J。
对于 UNS S32205 双相不锈钢 ASTM A923 方法 C 氯化铁溶液点 蚀试验的验收判据见下表 3：
表 3 UNS S32205 双相不锈钢 ASTM A923 方法 C 的验收判据
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取样位置 |
试验温度/℃ |
平均腐蚀速度/mg·dm-2day-1 |
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基体金属 |
25 |
≤10 |
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熔敷金属 |
22 |
≤10 |
在 ASTM A923 标准中指出了取样的要求，由于双相不锈钢有害 沉淀相与温度和冷却速度有关，因此试验样品的位置和方向应选择为 最易于生成有害沉淀相的部分，如普通的热处理样品就应取自冷却最 慢的部分。
2. 有害沉淀相检验试验应注意的关键问题
2.1 A923 方法 C 的制样方法 应采用除去金属最少的方法来制备，尽可能采用冷加工。如果采用热加工，应进一步打磨或冷切除所有热加工影响的材料。为避免焊缝/热影响区试件受热氧化色相关部分引起试验腐蚀失 重造成的误差，在最终试件磨光之前，可进行整个试件的酸洗，但是 实际试验的表面的酸洗或化学处理后的磨削，以使试件表面保留有害 沉淀相。
如果试件的横切面边缘已磨光，允许留下试件酸洗状态的焊缝表面。
由于边缘的毛刺要引起与沉淀相无关的失重，所以可以对试件进 行轻微倒角，但注意不应真正去掉边缘。
2.2 ASTM G48A 法试验和 ASTM A923 C 法试验
ASTM G48 A 法和 A 923 C 法范围相似，他们使用的设备和过程 都相似，但在应用不同。ASTM G 48A 描述了试验过程，但没有规定 试验温度、暴露时间、腐蚀评价技术和验收标准，而 ASTM A 923 C 法规定了这些内容，特别是提供了双相不锈钢有害沉淀相的标准判 据。
ASTM G48A 一个重要的不同是允许试验者不计试件边缘的腐蚀， 这有利于排除试件的边缘几何形状与平面不一致产生的试验与现场 实际平面的腐蚀误差。但这个允许对于使用该方法证明双相不锈钢有 害沉淀相的存在是不合适的。有害沉淀相未必会发生在金属表面或焊 缝面，但可能发生在金属的内部，因此试件边缘的腐蚀代表了样品部分金属内部有害沉淀相的腐蚀，应以考虑。
ASTM G48A 通常要进行系列温度的试验，试验的目标是确定临界 孔蚀温度（CPT），因此考虑的试验时间和表面孔蚀的检查方法是为 检查细微的孔蚀萌生，在 ASTM A923 中每一种材料的唯一试验温度 选择为没有沉淀相则低于金属临界孔蚀温度，如有沉淀相则高于材料 临界孔蚀温度，则孔蚀明显，易于发现。测量失重是为了排除目测孔 蚀定量不准，易引起的怀疑和争议，为了对于不同规格和形状试件都 采用同一的验收标准，把失重转化为腐蚀速度。
2.3 ASTM A923 方法 B 试验和 ASTM A370 的冲击试验方法
ASTM A923 的 B 法和常用的 ASTM A370 的冲击试验方法都采 用了夏比 V 型缺口冲击试验，但试验的目的不同，ASTM A923 的 B 法是为了排除双相不锈钢轧制品热处理产生的有害沉淀相。
通过试验发现在－40℃时平均冲击功 54J 是和金相中发现有害沉 淀相、腐蚀失重增加紧密相关，选择冲击功作为排除有害沉淀相的判 断，是因为冲击功易于测量，测试方法成熟
ASME UHA51 和 ASTM A370 的冲击试验是用来确认其适用性 的，试验温度是金属的最小使用温度确定，对于各台设备都可能不同。 适用于所有部分包括基体金属、焊缝金属和热影响区。试件数量、冲 击功、剪切面积的测量均按 ASME UHA51。
ASTM A923 方法 B 一个重要的区别是试件的表面制备。ASTM A923 方法 B 试验目的是检测可能的沉淀相，避免对试件表面进行了
化学处理（酸洗或钝化），可能减少沉淀相在表面的暴露，因而引起 试验结果没有或减少检测出有害沉淀相。A923 方法 B 试件边缘应细 磨，不能进行化学处理。
3. 结论
a)双相不锈钢有害沉淀相的检验十分重要不可忽视，因为有害沉淀相 会影响双相不锈钢的低温冲击韧性和耐蚀性，尤其是耐蚀性的影响十 分显著；
b)双相不锈钢有害沉淀相的检验的经济方法是 ASTM A923 标准规定 的试验方法及验收值；
c)ASTM A923 标准的 B 法是与一般压力容器采用的 ASME UHA51 和 ASTM A370 的目的、试验温度、验收标准、试件表面要求是不同 的，要区别选用；
d)ASTM A923 标准的 C 法与常用的不锈钢点蚀试验方法 ASTM G48A 方法在试验目的、腐蚀速度的计算方法、试验温度、试验时间、 验收标准等方法是不同的，要注意区别处理。
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