浙江至德鋼業(yè)有限公司參照GB/T2650-2008標(biāo)準(zhǔn)對(duì)公司生產(chǎn)的SAF2507超級(jí)雙相不銹鋼焊接接頭進(jìn)行沖擊試驗(yàn)，本文開(kāi)V型缺口槽，由于LBW和LMHW焊接接頭熱影響區(qū)窄，精準(zhǔn)開(kāi)槽有難度，所以本文開(kāi)槽缺口位于焊縫中心。為了避免試驗(yàn)偶然性帶來(lái)的誤差，每種焊接接頭重復(fù)試驗(yàn)三次，取平均值。沖擊試驗(yàn)結(jié)果如表所示。由試驗(yàn)結(jié)果可知，SAF2507超級(jí)雙相不銹鋼母材的平均沖擊韌性可達(dá)到1038.75kJ/cm 2，經(jīng)過(guò)焊接之后，不論何種焊接方式，都不同程度的造成沖擊韌性的下降。這是由于焊接過(guò)程種大量的熱輸會(huì)造成元素?zé)龘p，合金元素的含量略低于母材，導(dǎo)致整體焊縫沖擊韌性的下降。從焊接方式來(lái)看，LBW焊接接頭焊縫的沖擊韌性最差，只有465.58kJ/cm2，不到母材的一半，LMHW焊接接頭焊縫的沖擊韌性為730.85kJ/cm2，GTAW焊接接頭最高，達(dá)到848.27kJ/cm2。沖擊韌性的大小取決于焊縫微觀組織及微量元素的含量，一般來(lái)說(shuō)，奧氏體組織的沖擊韌性高于鐵素體組織，在三種焊接接頭及母材試樣中，LBW焊接接頭的鐵素體含量最高，奧氏體含量最低，而焊縫整體微量元素含量的差別與其他三種焊接接頭區(qū)別不大，所以它的焊縫沖擊韌性最低。對(duì)于GTAW焊接接頭，較慢的焊接速度導(dǎo)致其有更多的時(shí)間使得鐵素體向奧氏體組織轉(zhuǎn)變，鐵素體與奧氏體的兩相比最接近1:1，奧氏體的含量高于其他兩種焊接接頭，所以它的沖擊韌性最高。對(duì)于LMHW焊接接頭，它與LBW焊接接頭不同的是在激光自熔焊接的同時(shí)增加了MIG焊，使得焊縫的上半部分受到激光和電弧的共同作用，但是下半部分焊縫與LBW焊接接頭是相似的。從焊縫沖擊韌性來(lái)看，LMHW接頭焊縫的沖擊韌性要遠(yuǎn)高于LBW接頭焊縫，說(shuō)明LMHW接頭上半部分焊縫對(duì)提高焊縫沖擊韌性起到了至關(guān)重要的作用，Er2594焊絲的加入，一方面提高了接頭焊縫合金元素的含量，尤其是鎳元素的增加，促進(jìn)奧氏體的形成，提高了焊縫奧氏體的含量，改善了焊縫沖擊性能。另一方面，填絲的加入，電弧帶來(lái)了額外的熱輸入，改變了焊縫的宏觀形貌，深寬比變小，熔池變大，中心焊縫的冷卻速度降低，更多的鐵素體組織轉(zhuǎn)變成奧氏體組織，進(jìn)一步提高焊縫韌性，因此LMHW焊接確實(shí)能夠改善LBW焊接的一些不足。

  經(jīng)過(guò)固溶處理之后，SAF2507超級(jí)雙相不銹鋼母材的沖擊韌性與為固溶處理之前相當(dāng)，沒(méi)有太大變化，因?yàn)樵诠倘芴幚砬昂?，母材組織的雙相比均接近1:1，并沒(méi)有更多奧氏體組織析出，因此沖擊韌性沒(méi)有太大變化。對(duì)LBW焊接接頭，固溶處理之后沖擊韌性達(dá)到了807.81kJ/cm2，增加了接近340kJ/cm2，這得益于經(jīng)過(guò)固溶處理之后，焊縫組織等到了大大的改善，奧氏體的含量從30.7%增加到48.7%，并且沒(méi)有其他有害相的析出，奧氏體組織含量的增加引起焊縫沖擊韌性的增加，所以，LBW焊接接頭經(jīng)過(guò)1050℃固溶處理1小時(shí)可以大幅提高焊接接頭的沖擊韌性。對(duì)于GTAW焊接接頭，接頭焊縫的沖擊韌性只有54.20kJ/cm2，經(jīng)過(guò)固溶處理后，焊接接頭由韌性斷裂變?yōu)榇嘈詳嗔眩鶕?jù)金相組織圖片可知，在1050℃固溶處理的條件下，GTAW焊接接頭焊縫區(qū)域出現(xiàn)了大量的σ相，σ相是硬而脆的相，他的出現(xiàn)會(huì)危害焊縫的整體塑韌性，極大的降低沖擊韌性，大量出現(xiàn)時(shí)，會(huì)使焊縫由韌性斷裂轉(zhuǎn)變?yōu)榇嘈詳嗔?。?duì)于LMHW焊接接頭，固溶處理之后略微提高了焊縫的沖擊韌性，但沖擊韌性要低于LBW焊接接頭。前一章節(jié)已經(jīng)提到，SAF2507超級(jí)雙相不銹鋼經(jīng)過(guò)1050℃固溶處理，有填絲的上半部分焊縫出現(xiàn)了眾多σ相，σ相的出現(xiàn)降低焊縫的沖擊韌性，但由于下半部分焊縫只受到純激光的影響，沒(méi)有出現(xiàn)σ相，一定程度上增加了焊縫的沖擊韌性。對(duì)比LBW和LMHW接頭焊縫，未固溶處理前，LMHW上半部分焊縫是增加沖擊韌性的主要部分，使得沖擊韌性高于LBW焊接接頭，經(jīng)過(guò)1050℃固溶處理后，依舊是上半部分焊縫使得沖擊韌性低于LBW焊接接頭。盡管如此，固溶處理仍然是改善焊接接頭組織和性能不均勻的重要方法，若將固溶處理溫度稍微提高到1080℃，σ相完全消除，LMHW和GTAW焊接接頭的沖擊韌性將會(huì)大幅提高。

   SAF2507超級(jí)雙相不銹鋼母材及焊接接頭的沖擊斷口微觀圖片如圖所示，固溶之前，三種焊接接頭的沖擊斷口主要由韌窩組成，斷口有很深的溝壑，呈現(xiàn)撕裂狀，表征出斷裂方式是韌性斷裂。固溶處理之后，LBW接頭沖擊斷口也是都由韌窩組成，說(shuō)明LBW接頭仍然具有較好的沖擊韌性。LMHW焊接接頭的微觀斷口中，韌窩與解理面同時(shí)出現(xiàn)，由于上半部分焊縫σ相的析出，使LMHW接頭的斷裂方式發(fā)生了改變，有韌性斷裂轉(zhuǎn)變?yōu)榛旌闲偷臄嗔逊绞?。GTAW接頭的沖擊微觀斷口出現(xiàn)大量的解理面、解理臺(tái)階和撕裂棱，這些是解理斷裂的特征，說(shuō)明GTAW接頭由于σ相的析出，斷裂方式由韌性斷裂轉(zhuǎn)變?yōu)榇嘈詳嗔?，在微觀斷口上，出現(xiàn)了大量的白色物質(zhì)，EDS掃描結(jié)果顯示，該物質(zhì)的Cr含量達(dá)到36.3%，遠(yuǎn)高于母材，復(fù)合σ相的元素特征，說(shuō)明σ相對(duì)焊接接頭沖擊韌性有致命的危害性。