將2205雙相不銹鋼軸截面試樣按如圖所示加工成拉伸試樣尺寸，室溫下在萬能試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，得出力學(xué)性能如圖所示。由圖可知，隨著溫度的升高，抗拉強(qiáng)度先降后升，延伸率先升后降再升。原因是，在800℃、850℃進(jìn)行熱處理時(shí)，在鐵素體和奧氏體相界有黑色的脆性相析出，析出相分別為10.7%和10.3%，深灰色的鐵素體和灰白色的奧氏體相界有連續(xù)的黑色顆粒狀脆性相析出，經(jīng)能譜測(cè)出是鐵鉻鉬化合物，此化合物在室溫下有很較高的硬度，從而使800℃、850℃熱處理時(shí)強(qiáng)度較高，正是這些黑色的相在鐵素體和奧氏體相界析出，當(dāng)進(jìn)行拉伸試驗(yàn)時(shí)，釘扎位錯(cuò)，阻礙塑性變形，從而導(dǎo)致塑性不高。

   隨著溫度的升高，2205雙相不銹鋼中鐵素體奧氏體相界的連續(xù)的黑色顆粒脆性相逐漸溶解并消失，當(dāng)熱處理溫度為900℃時(shí)，脆性相降為8.2%，當(dāng)熱處理溫度為950℃時(shí)，脆性相降為3.8%，當(dāng)熱處理溫度為1000℃時(shí)，脆性相完全溶入基體組織中，如圖所示。在1000℃進(jìn)行熱處理時(shí)，鐵素體-奧氏體相界黑色顆粒狀的脆性相消失，相界變得光滑，從而使得強(qiáng)度下降，塑性達(dá)到最大值34.5%。隨著熱處理溫度的繼續(xù)上升，此時(shí)，基體組織發(fā)生兩種變化：再結(jié)晶過程，從而使得晶粒長大并球化，由于發(fā)生再結(jié)晶過程使基體強(qiáng)度降低、塑性升高。組織轉(zhuǎn)變，隨著熱處理溫度的升高，顯微組織發(fā)生γ→δ轉(zhuǎn)變，如雙相不銹鋼相圖所示，鐵素體含量增加，奧氏體減少，室溫下鐵素體強(qiáng)度和硬度較高，塑性較差，從而導(dǎo)致基體整體塑性下降。當(dāng)熱處理溫度高于1000℃時(shí)，發(fā)生組織轉(zhuǎn)變使得塑性的減少量大于再結(jié)晶過程使得塑性的增加量，從而基體整體的塑性降低。然而，當(dāng)熱處理溫度為1300℃時(shí)，基體組織中鐵素體組織約占81.8%，奧氏體發(fā)生球化，從而使得鐵素體和奧氏體相界減少，塑性變形時(shí)導(dǎo)致兩相變形的不協(xié)調(diào)減少，從而使塑性有所增加。

  當(dāng)溫度升高時(shí)，由金相圖可知，晶粒長大，根據(jù)公式，晶粒尺寸增大，從而導(dǎo)致強(qiáng)度σs下降；從900℃~1100℃時(shí)，強(qiáng)度由1000MPa下降到690MPa，然而，當(dāng)溫度升高時(shí)，從1100℃~1300℃時(shí)，鐵素體相增多，冷卻到室溫時(shí)，室溫下α?鐵素體強(qiáng)度較高，從而使組織強(qiáng)度升高。在900~1100℃熱處理處理時(shí)，隨著溫度的升高，組織發(fā)生γ→δ轉(zhuǎn)變，使得δ相增多，室溫下強(qiáng)度升高，但是又由于熱處理溫度的升高，再結(jié)晶過程越充分，晶粒長大，又使得強(qiáng)度下降，在900~1100℃熱處理時(shí)，晶粒大小對(duì)強(qiáng)度的影響起主要作用。當(dāng)熱處理溫度大于1100℃時(shí)，雖然晶粒長大并發(fā)生球化現(xiàn)象，使得強(qiáng)度降低，但是組織發(fā)生γ→δ轉(zhuǎn)變，使得δ相增多，從而基體強(qiáng)度增加，此時(shí)鐵素體相在基體組織所占比例對(duì)強(qiáng)度起主要作用。

  根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T229-2007，2205雙相不銹鋼加工沖擊試樣外形尺寸如圖所示，為了減少誤差，相同工藝制定3個(gè)沖擊試樣，然后取平均值。將試樣加工成55mm×10mm×10mm，缺口為V型缺口，由QYJ4201夏比沖擊試樣缺口自動(dòng)拉床上加工，沖擊角度為-150.3°，擺錘能量為300J。在800℃、850℃進(jìn)行熱處理時(shí)，由于鐵素體-奧氏體相界有大量的脆性相析出，脆性相分別為10.7%、10.3%，使得軸截面試樣室溫沖擊功很低，沖擊功僅為13.17J和18.76J，如圖所示，并且經(jīng)過斷口分析，斷口形貌中有大量的撕裂棱，沒有韌窩出現(xiàn)，斷口呈現(xiàn)脆性斷裂，斷口形貌由圖所示。當(dāng)熱處理溫度為900℃時(shí)，脆性相減少為8.2%，斷口形貌中有少量韌窩出現(xiàn)，呈現(xiàn)準(zhǔn)解理特征，如圖所示。當(dāng)熱處理溫度為950℃，脆性相減少為3.8%，由于脆性相的減少，斷口中有大量的韌窩，沖擊功已升高為180.61J。隨著熱處理溫度的升高，脆性相逐漸溶解于基體中，沖擊功逐漸增加，斷口逐漸呈現(xiàn)韌窩形貌。當(dāng)熱處理溫度達(dá)到1000℃時(shí)，脆性相完全溶入基體組織中，斷口形貌中出現(xiàn)大量的韌窩，從而有很好的韌性，沖擊功也達(dá)到最大值為207.74J。說明脆性相對(duì)軸截面試樣室溫沖擊值有很大的影響，隨著熱處理溫度的繼續(xù)升高，沖擊功逐漸降低。這是由于在1000~1300℃進(jìn)行熱處理時(shí)，由圖可知，再結(jié)晶過程比較充分，整體晶粒度變大，韌窩變得大且很淺，并且隨著熱處理溫度的升高基體組織發(fā)生γ→δ轉(zhuǎn)變，鐵素體相所占比例也逐漸增多，大量的鐵素體在室溫下使基體組織呈現(xiàn)脆性特征，從而導(dǎo)致沖擊功下降，使材料變脆。