SAF2507超级双相不锈钢固溶热处理对显微硬度的影响

 浙江至德钢业有限公司对SAF2507超级双相不锈钢固溶处理后，LBW焊接接头显微硬度如图所示。相较于未热处理的焊接接头，固溶处理后的焊接接头显微硬度值更加平缓，没有明显的硬度极值出现。焊缝区域显微硬度均值为301.87HV，母材区的显微硬度均值为295.8HV，焊缝的显微硬度略高于母材。固溶处理急剧降低了焊缝区域的显微硬度，经过固溶处理之后，原本偏析在焊缝中心的杂质元素向四周晶粒内扩散，元素分布更为均匀，杂质偏析作用消失，降低了焊缝中心的显微硬度。另一方面，固溶处理过程中，固溶时间足够长，铁素体组织大量转变为奥氏体组织，而铁素体的硬度要高于奥氏体，所以焊缝的显微硬度有所下降。再者，经过固溶处理，铁素体内部的晶内奥氏体晶粒有不同程度的长大，原本细小的奥氏体晶粒球化、长大后连结起来，减少了单位面积内铁素体相与奥氏体相的晶界，晶界强化作用减弱，这也削弱了焊缝区域的显微硬度。对于母材，经过固溶处理后，奥氏体相的比例略微上升，同时单位面积内铁素体相与奥氏体相的晶界略微减少，综合因素抵消之后，母材的显微硬度值变化微乎其微。

 SAF2507超级双相不锈钢焊接处固溶处理后，LMHW上下部分焊缝的显微硬度如图所示。上半部分焊缝所测整体显微硬度高于母材部分，上半部分焊缝最高显微硬度达到338HV，最低只有295HV，平均显微硬度值大约320HV，远大于未固溶处理前LMHW上半部分的显微硬度，所测得的显微硬度数值的方差很大。下半部分焊缝的显微硬度于LBW接头很相似，焊缝区的显微硬度略高于母材，焊缝区的平均硬度约为303HV，母材区的平均显微硬度约为290HV。从金相图片以及Er2594焊丝相图可以知道，在固溶温度为1050℃时，LMHW上半部分焊缝中会大量析出σ相，σ相的显微硬度要远高于奥氏体和铁素体，是硬而脆的有害杂质相，它的析出导致LMHW上半部分焊缝的显微硬度升高。但一般来说，σ相都是单独析出，体积较小，没有连结成片，显微硬度压痕区域σ相的含量对所测得的硬度值就有很大的影响，这就是上半部分焊缝显微硬度值方差较大的原因。

 对于LMHW下半部分焊缝，经过固溶处理之后，显微硬度值有所下降，具体原因与LBW焊接接头相似，更合理的双相比例和元素分布使得焊缝与母材的显微硬度更为接近。母材的显微硬度在固溶处理前后变化微乎其微，轧制状态的母材组织在热处理前后一直保持合理的两相比，经没有σ相在母材中析出，所以硬度没有大的变化。GTAW焊接接头经过固溶处理后，显微硬度如图所示。对于上半部分焊缝，焊缝区域的显微硬度高于母材区域，显微硬度曲线走向与LMHW上半部分焊接接头类似，GTAW上半部焊接接头焊缝区测得的显微硬度数值的方差也很大，平均显微硬度达到333HV，最高显微硬度达到350HV，这两个数值都要高于LMHW上半部焊缝。GTAW和LMHW的上半部分焊缝都有电弧填丝，析出σ相，但相比较于LMHW焊接接头，GTAW上部焊缝析出的σ相数量更多，尺寸更大，压头压倒σ相的概率也就更大，自然此区域的显微硬度更高。

 对于GTAW中部区域的焊缝，其显微硬度值方差很大。所测显微硬度值的高低与所测硬度点有很大的关系。经过热处理之后，原本在这奥氏体占优势的区域析出了更多的奥氏体组织，大面积的奥氏体组织连结成片，铁素体组织的含量进一步降低，同时还析出了少量的σ相。当压痕区域中包含σ相时，显微硬度就要高于母材，而压痕区域没有σ相时，由于中部焊缝奥氏体组织远多于铁素体组织。因此显微硬度就低于母材。所以中部焊缝的显微硬度有一定的随机性。对于母材区域，与前两个焊接接头相似，固溶处理没有很大程度的改变母材的双相比例，因此母材的显微硬度变化不大。