Avesta 254SMo是瑞典阿维斯特公司研制的一种新型高合金纯奥氏体不锈钢(超级奥氏
体不锈钢)，因其在酸性有腐蚀的介质和在中性溶液中具有优良的耐晶间腐蚀性能，从根本
上扩大了奥氏体不锈钢的应用范围，改变了传统上对奥氏体不锈钢的认识。同时由于该钢具
有优良的抗点蚀、缝隙腐蚀和应力腐蚀开裂的性能，在欧美发达国家迅速得到认可和推广应
用(主要用于锅炉、压力容器、海洋钻井设备、医药工业等)。由于这种钢具有良好的抗腐蚀性能，特别是针对今年来原油酸值的增高，设备腐蚀日趋严重，我国许多石油、石化企业引进了此种钢材，有效地解决了设备的抗腐蚀问题。
（1）254SMo奥氏体不锈钢简介254SMo属高合金纯奥氏体不锈钢，是瑞典Avesta公司的牌号，美国的牌号为S31245，它相当于国产牌号00Cr20Ni18Mo6CuN。其化学成分的特点是超低碳、高钼，并含有铜和氮。由于其合金含量较高，使得它比其他不锈钢具有优异的抗腐蚀性能和综合力学性能。其化学成分见表3-79.，力学性能见表3-80。从表3-79可以看出，254SMo锈钢是一种含碳量极低的高钼含氮奥氏体不锈钢。此钢的突出特点是在氯化物环境中具有优异的耐蚀性，包括耐点腐蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀和一般腐蚀的性能；同时在许多还原牲酸介质中耐蚀性也很好。另外，该港中氮含量较高，因而具有比常用奥氏体不锈钢更高的强度。Avesta 254SMo在制造过程中为了使其具有纯奥氏体组织，通常是经过1150～1200℃的退火过程，这样在钢材中心可能出现微量的金属间化合物相，资料介绍为χ相和σ相。对母材取样经金相分析反映出为奥氏体+σ相，σ相是一种又硬又脆并且无磁性的中间金属化合物，从使用角度讲，σ相存在一定危害，尤其是经过热加工过程，如焊接过程、钢板爆炸复合过程，如果不严格控制σ相的含量，将影响材料的使用性能。
254SMo主要用于石油化工设备中的压力容器（包括热交换器）和管道，含有高浓度氯离子的储罐与管道，接触海水的热交换器及冷却管道等。

（2）焊接材料 该钢焊接性能良好，抗裂性好。采用了Avesta公司生产的P12系列焊丝和焊条，其化学成分见表3-81，力学性能见表3-82。

从表3—81看出，这种焊材是钼合金化的镍基焊材，其熔敷金属在含氯化物的环境中具有很高的耐蚀性，正是由于这个特点，它可达到理想的表面防护效果。通过焊接工艺实验证明，P12系列焊接材料的焊接性能也很好，尤其表现在稳弧性和脱渣性等方面。
(3) 254SMo不锈钢的焊接
1) 254SMo不锈钢的焊接工艺要点
① 焊前清理。对坡口及附近50mm范围内的表面和焊丝表面进行酸洗处理，用50～60℃的20％～40％HNO溶液浸泡30min左右，热水清洗。焊条充分烘干，对于P12-R焊条烘干温度为100～150℃，保温lh。
② 焊接线能量的控制。为减少稀释和保证焊缝质量。采用小线能量，焊道要求狭窄，焊接时避免焊条摆动，电流调节到能获得稳定的电弧，焊缝能良好地熔到母材上即可，一般采用稍低的电流。
③ 加强保护。采用TIG焊时，应保证氩气纯度(Ar)＞99．95％。在定位焊和打底焊中，要有充分的背面保护措施，施焊时电极氩气流量约为12～15L／min，背面保护气体流量为24L／min，还要保持氩气清洁和干燥。
④ 定位焊。定位焊的长度和宽度应与材料的厚度和焊接位置相适应，焊前应将定位焊两端磨成平滑过渡。为了避免根部焊道与定位焊的连接处出现裂纹，最好用砂轮将定位焊点全部磨掉，通过研磨可产生较好的接头熔深。
⑤ 引弧和熄弧。引弧必须在坡口内进行，以防止电弧伤及母材表面而降低耐腐蚀性。采用焊条电弧焊焊接时，焊缝起点可能会有气孔出现；在焊缝末端也可能有缩孔或火口裂纹产生，最好的办法是磨掉所有的引弧点和熄弧点。
⑥ 层间温度。为了防止高镍焊缝在多道焊中产生裂纹，要求每道焊缝的层间温度不大于100％。如若产生焊缝裂纹，必须通过打磨消除掉后才能继续焊接。
⑦ 严格控制σ相。254SMo钢母材本身存在σ相，尤其当它经过600～1000℃范围内长期暴露以后，σ相在晶界析出，它降低钢的冲击韧度和耐蚀性。σ相形成的危险随着铬和钼含量的增加而增加，若焊接操作不当，就会出现σ相。要克服这个问题，焊接时采用尽可能低的线能量。另外，操作的手法、运条的技巧，对避免碳化物和σ相析出形成都有关系。
2) 坡口形式。坡口形式见表3-83。


3) 预热、道间温度和焊后热处理
① 预热。焊接254SMo时，一般不需要预热。但如果环境温度低于0℃时，需要在焊前将母材预热至室温(≥10℃)以防止电弧区周围湿气凝结。需要注意的是，如果采用火焰加热，不允许直接加热坡口，因为不完全燃烧产物沾在坡口面上有增碳或碳偏聚现象。加热要均匀，不允许局部加热。
② 道间温度。道间温度一般控制在100℃以下，超过这个温度时，极容易引起严重的过热现象，耐腐蚀性急剧下降。
③ 焊后热处理。一般不需焊后热处理。如果采用自熔焊(即不填丝TIG焊)时，要进行一次固溶处理和淬火，以保证耐蚀性。均匀加热到1150～1200℃，然后快冷，最好水淬。即便如此，自熔焊的焊缝耐蚀性还是比较低，建议尽量少采用。
④ 焊接方法  目前，国外对254SM0钢常用的焊接方法是手工钨极氩弧焊(TIG)、熔化极氩弧焊(MIG)、焊条电弧焊（SMAW）。对于薄板，采用单纯的TIG焊；对厚一点的钢板，采用TIG+SMAW的混合焊接方法，这主要是针对管道的焊接，要求单面焊双面成形，内部成形良好。
应优先选用TIG焊，当焊件背面或反面空间位置受限制时，所有根部焊道采用无极惰性气体保护焊，保护气体采用Ar100%体积分数。如焊件背面或反面允许，可考虑采用φ5mm的焊条电弧焊进行根部焊道的焊接。不论采用那种方法，都要尽量采用直线焊道，减少焊接线能量；采用平焊位置；合理安排焊接顺序，减少残余应力；保证接头的根部熔透，因为未焊透容易诱发缝隙或孔穴，会加速产生腐蚀或应力集中，导致失效。
①TIG焊保护。
a．电源。采用直流正极性。
b．焊丝。填充焊采用Avesta P12。采用Avesta P12焊丝也可以焊接254SMo钢与其他金属的异种材料接头，如同其他奥氏体不锈钢、低合金钢或碳钢的异种材料焊接。
当然，采用不锈钢焊条如Avesta P5(E309Mo)更经济一些。焊接254SMo与其他金属时，应充分考虑两种材料在热膨胀系数和导热性方面的差异以减少裂纹和变形。
c．保护气。从冶金角度考虑，不允许加入O₂和CO₂，但可以考虑加入少量N₂，某些情况下也可加入He。
d．焊接技术。焊接线能量不得超过15kJ／cm。根部焊道不要在定位焊处起弧。为避免定位焊引起的根部焊道开裂，在焊至定位焊前要熄弧，然后用砂轮将定位焊部磨掉或者将定位焊的起弧、熄弧点磨掉，再继续施焊。根部间隙的宽度取决于收缩量的大小。一般根据焊缝面积和板厚等估算。典型的焊接参数见表3-84。

1. 熔滴过渡形式。可以采用3种电弧过渡形式：
2. a) 短路过渡：用于焊接厚度≤3mm的材料。焊接线能量较小，尤其适用于易于变形的薄板和全位置焊接。
   b) 脉冲过渡：脉冲电流较大时为射流过渡，较小时为颗粒过渡。这类过渡形式具有射流过渡的所有优点，而焊接线能量小。因此适用于全位置焊接。
   c) 射流过渡：焊接线能量较大，但电弧稳定，熔敷速度快，一般用于平焊。
   MIG焊采用直流反极性（DCRP）。
   b．焊接参数
   a) 典型射流过渡焊接参数如表3-85，保护气流量12～22L／min。

b) 典型短路过渡焊接参数如表3-86，保护气体流量12～22L/min。

c.保护气体。如果为使焊道平滑而加入He，保护气流量应采用上限。                                                                                     
  保护气体一般采用100％Ar。不过脉冲电弧或短路过渡可采用69%Ar+30%He+1%O₂来保护。
近来的研究表明，采用Ar+0.03%NO也能获得优良的电弧特性和力学性能。背面保护气可采用100%Ar或90%N₂+10%H₂。不仅焊丝，导电嘴也要保持清洁，不用时要密封保存。                                                                                                                                            
③焊条电弧焊。采用直流反极性。
采用Avesta P12-R焊条。为获得良好的焊接电弧特性，焊接电流应随焊条直径增大而增大。典型焊接参数见表3-87。