SAF2507超級雙相不銹鋼焊接接頭的抗彎曲性能分析

 為了最大程度的表征三種焊接接頭的抗彎曲性能，浙江至德鋼業有限公司采用參照GB/T232-2010金屬材料彎曲試驗方法，測量SAF2507超級雙相不銹鋼焊接接頭的抗彎曲性能。LBW和LMHW焊接接頭的底部焊縫只受到激光熱源的影響，焊接冷卻速度快，鐵素體組織含量在焊縫中最高，而鐵素體組織的韌性要比奧氏體組織低很多。與此同時，底部焊縫最容易出現未焊透等缺陷，再綜合考慮LMHW和GTAW焊接接頭有不同程度的焊接變形，所以背彎更能夠體現焊縫的彎曲強度。

 SAF2507超級雙相不銹鋼焊接接頭的彎曲試驗結果如圖所示。三種焊接接頭經過彎曲試驗，焊縫依舊平整光滑，金屬色澤明亮，肉眼看不到任何細微裂紋。為進一步確認表面裂紋的存在與否，本文采用著色探傷的方法，對背完試樣進行表面探傷，結果如圖所示，背部并未探傷出裂紋。說明三種SAF2507超級雙相不銹鋼焊接接頭，盡管存在焊縫底部鐵素體含量遠高于奧氏體，在LBW焊接接頭中鐵素體含量甚至達到七成，但是背彎性能依舊符合強度要求，說明SAF2507超級雙相不銹鋼擁有很強的彎曲性能。

  1. 由于是體心結構，且含有更多的鉬元素，焊接接頭及母材鐵素體組織的納米壓痕硬度高于奧氏體組織，彈性模量也大于奧氏體組織。經過固溶處理后，鐵素體的納米壓痕硬度及彈性模量仍高于奧氏體組織。

  2. LBW和LMHW接頭焊縫區的顯微硬度均高于SAF2507超級雙相不銹鋼母材，其中鐵素體含量最高的LBW接頭的焊縫顯微硬度最高；GTAW焊接接頭焊縫區及母材區的維氏硬度值相當；經過固溶處理之后，由于大量鐵素體組織轉變為二次奧氏體組織，LBW和LMHW下半部分焊縫區顯微硬度有所下降，但仍然高于母材；LMHW上半部分焊縫以及GTAW接頭焊縫中出現了大量的σ相，顯微硬度測量值方差很大。

  3. 三種SAF2507超級雙相不銹鋼焊接接頭拉伸試驗均斷裂在母材位置，說明三種焊縫的強度都高于母材，其中因為鐵素體含量最高，LBW接頭的拉伸延伸率最小，而GTAW接頭的拉伸延伸率最大。試樣斷裂方式均為韌性斷裂，斷口微觀形貌呈現典型韌窩特征。

  4. GTAW接頭沖擊韌性最佳，LBW接頭沖擊韌性最差，經過固溶處理之后，得益于雙相組織比例的改變，LBW接頭沖擊韌性提高較多，由于LMHW接頭和GTAW接頭中析出了σ相，GTAW接頭由韌性斷裂轉變為脆性斷裂，而LMHW接頭是韌性斷裂與脆性斷裂兼有的復雜斷裂模式。

  5. 固溶處理前。三種SAF2507超級雙相不銹鋼焊接接頭的沖擊斷口形貌均為大量韌窩，典型韌性斷裂特征，經過固溶處理，LBW接頭微觀斷口形貌依舊是大量韌窩，而LMHW接頭微觀斷口形貌韌窩與解理面同時存在，是韌性斷裂與解理斷裂的混合型斷裂方式，GTAW接頭微觀斷口存在解理臺階、解理面和撕裂棱，是解理斷裂特征，斷口出現大量白色物質，根據EDS元素能譜，其與σ相的元素成分及含量類似，說明σ相是沖擊裂紋萌生及擴展的地區。

  6. 三種SAF2507超級雙相不銹鋼焊接接頭彎曲性能良好，對背彎試樣進行著色探傷，為發現焊縫出現裂紋等缺陷。