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SAF2507超级双相不锈钢固溶热处理对显微硬度的影响

来源:至德钢业 日期:2021-04-05 10:11:42 人气:350

 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。



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