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通过进一步提高钢中的合金元素含量是现代超级双相不锈钢发展的趋势,此类钢被广泛应用于含氯和硫的恶劣环境下的海运和石油化工业。但是,由于高Cr、Mo合金元素含量使得此类钢在焊接加工过程中出现严重的过铁素体化等问题。钨极氩弧焊(TIG)工艺具有操作相对简单,成本低等特点,获得的焊缝深宽比较小,热影响区较宽。此外,由于激光焊接工艺具有焊接速度快、变形小、热影响区窄、焊缝深宽比大等优点,但是该种焊接工艺会造成焊缝区严重的过铁素体化现象,同时会析出大量的二次相。目前尽管焊后热处理对于消除双相不锈钢焊缝区(或热影响区)的铁素体化和二次相是非常有效的,但是在实际生产中,对于大的焊件进行焊后热处理显得不是很实用。因此,为了满足实际应用的需要,工业生产过程中常需要对焊件进行在线固溶热处理。该工艺要求在给定的固溶温度和淬火条件下,固溶热处理的停留时间尽可能的短。基于以上背景,本文利用微观形貌观察法、力学性能评价方法和电化学评价技术来分别研究短时热处理机制对SAF2507超级双相不锈钢TIG焊和激光焊接头微观组织演变、力学性能和点蚀行为的影响。具体研究结果如下:(1)利用形貌观察法和两种常规电化学测试技术-动电位阳极极化曲线测试技术和恒电位临界点蚀温度测试技术-研究了短时热处理机制对SAF 2507超级双相不锈钢TIG焊接头的微观组织演变和耐点蚀性能的影响,并详细分析了接头处的微观组织演变、合金元素分配和点蚀行为之间的对应关系。结果表明:由于焊接热影响区严重偏离了平衡态条件,削减了TIG焊接头的抗点蚀性能。在焊后未处理状态的热影响区中铁素体是弱相,很容易遭受点蚀。在焊材进行短时热处理后,随着铁素体相的减少,SAF 2507超级双相不锈钢焊接接头中的稳定相元素逐渐回到各自的相中,直到焊接热影响区和焊缝区均达到平衡态为止。其焊接热影响区和焊缝区的组织为平衡态的条件分别为1080℃热处理3min和1050℃热处理3min,当超过此温度节点以后,焊接接头各区域内的奥氏体相含量再次缩减。SAF 2507超级双相不锈钢TIG焊接头的最佳在线热处理参数为:1080℃热处理3min。(2)在(1)的基础之上,采用力学性能评价方法研究了相同热处理制度对SAF2507超级双相不锈钢TIG焊接头力学性能的影响。研究结果表明:对于焊后未热处理状态,尽管采用合适的焊接条件下接头中没有析出二次相,但是焊接接头的相平衡仍然被打破了,其中,焊接热影响区偏离相平衡的程度最大;同样地,导致整个焊件的冲击韧性变差。样品在经过1080℃热处理3min后获得最高的冲击韧性,同时母材、热影响区和焊缝区内有着相似的硬度。(3)通过形貌观察法和电化学测试技术研究短时热处理机制对SAF2507超级双相不锈钢激光焊接头的微观组织演变和耐点蚀性能的影响。研究结果表明:激光焊接过程中快速的热循环导致SAF2507的焊缝区相平衡和合金元素在两相的分布被彻底打乱,氮化物在焊缝区的铁素体相析出。故焊材焊缝区铁素体相比奥氏体相的更容易遭受点蚀。经过1020℃热处理3min焊缝区内的氮化物基本溶解。短时热处理提高了激光焊接头的耐腐蚀性能。在1100℃热处理3min后SAF2507激光焊接头的点蚀抗力达到最大值。