SAF2507超級雙相不銹鋼固溶熱處理對顯微硬度的影響

 浙江至德鋼業有限公司對SAF2507超級雙相不銹鋼固溶處理后，LBW焊接接頭顯微硬度如圖所示。相較于未熱處理的焊接接頭，固溶處理后的焊接接頭顯微硬度值更加平緩，沒有明顯的硬度極值出現。焊縫區域顯微硬度均值為301.87HV，母材區的顯微硬度均值為295.8HV，焊縫的顯微硬度略高于母材。固溶處理急劇降低了焊縫區域的顯微硬度，經過固溶處理之后，原本偏析在焊縫中心的雜質元素向四周晶粒內擴散，元素分布更為均勻，雜質偏析作用消失，降低了焊縫中心的顯微硬度。另一方面，固溶處理過程中，固溶時間足夠長，鐵素體組織大量轉變為奧氏體組織，而鐵素體的硬度要高于奧氏體，所以焊縫的顯微硬度有所下降。再者，經過固溶處理，鐵素體內部的晶內奧氏體晶粒有不同程度的長大，原本細小的奧氏體晶粒球化、長大后連結起來，減少了單位面積內鐵素體相與奧氏體相的晶界，晶界強化作用減弱，這也削弱了焊縫區域的顯微硬度。對于母材，經過固溶處理后，奧氏體相的比例略微上升，同時單位面積內鐵素體相與奧氏體相的晶界略微減少，綜合因素抵消之后，母材的顯微硬度值變化微乎其微。

 SAF2507超級雙相不銹鋼焊接處固溶處理后，LMHW上下部分焊縫的顯微硬度如圖所示。上半部分焊縫所測整體顯微硬度高于母材部分，上半部分焊縫最高顯微硬度達到338HV，最低只有295HV，平均顯微硬度值大約320HV，遠大于未固溶處理前LMHW上半部分的顯微硬度，所測得的顯微硬度數值的方差很大。下半部分焊縫的顯微硬度于LBW接頭很相似，焊縫區的顯微硬度略高于母材，焊縫區的平均硬度約為303HV，母材區的平均顯微硬度約為290HV。從金相圖片以及Er2594焊絲相圖可以知道，在固溶溫度為1050℃時，LMHW上半部分焊縫中會大量析出σ相，σ相的顯微硬度要遠高于奧氏體和鐵素體，是硬而脆的有害雜質相，它的析出導致LMHW上半部分焊縫的顯微硬度升高。但一般來說，σ相都是單獨析出，體積較小，沒有連結成片，顯微硬度壓痕區域σ相的含量對所測得的硬度值就有很大的影響，這就是上半部分焊縫顯微硬度值方差較大的原因。

 對于LMHW下半部分焊縫，經過固溶處理之后，顯微硬度值有所下降，具體原因與LBW焊接接頭相似，更合理的雙相比例和元素分布使得焊縫與母材的顯微硬度更為接近。母材的顯微硬度在固溶處理前后變化微乎其微，軋制狀態的母材組織在熱處理前后一直保持合理的兩相比，經沒有σ相在母材中析出，所以硬度沒有大的變化。GTAW焊接接頭經過固溶處理后，顯微硬度如圖所示。對于上半部分焊縫，焊縫區域的顯微硬度高于母材區域，顯微硬度曲線走向與LMHW上半部分焊接接頭類似，GTAW上半部焊接接頭焊縫區測得的顯微硬度數值的方差也很大，平均顯微硬度達到333HV，最高顯微硬度達到350HV，這兩個數值都要高于LMHW上半部焊縫。GTAW和LMHW的上半部分焊縫都有電弧填絲，析出σ相，但相比較于LMHW焊接接頭，GTAW上部焊縫析出的σ相數量更多，尺寸更大，壓頭壓倒σ相的概率也就更大，自然此區域的顯微硬度更高。

 對于GTAW中部區域的焊縫，其顯微硬度值方差很大。所測顯微硬度值的高低與所測硬度點有很大的關系。經過熱處理之后，原本在這奧氏體占優勢的區域析出了更多的奧氏體組織，大面積的奧氏體組織連結成片，鐵素體組織的含量進一步降低，同時還析出了少量的σ相。當壓痕區域中包含σ相時，顯微硬度就要高于母材，而壓痕區域沒有σ相時，由于中部焊縫奧氏體組織遠多于鐵素體組織。因此顯微硬度就低于母材。所以中部焊縫的顯微硬度有一定的隨機性。對于母材區域，與前兩個焊接接頭相似，固溶處理沒有很大程度的改變母材的雙相比例，因此母材的顯微硬度變化不大。