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双相不锈钢是指微观组织由铁素体(α)和奥氏体(γ)两相组成的不锈钢,两相组织的特征使得双相不锈钢兼顾铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢的优点,因此双相不锈钢得到了广泛应用。双相不锈钢的优良性能取决于其两相比例接近1:1且无二次相的析出,然而在实际应用过程中的焊接工序会破坏双相不锈钢的微观组织,导致两相比例失衡,从而恶化其力学性能和腐蚀性能;此外,双相不锈钢组织中含有奥氏体和铁素体两种晶体结构,并存在大量的晶界和相界,导致合金元素在其两相及界面处的分配行为截然不同。当经历焊接或焊接热循环(300-1300℃)时,会有碳化物、氮化物、γ2,、σ相、χ相、M23C6等众多二次相的析出,这些二次相的析出同样导致材料的腐蚀性能严重下降。既然焊接过程会破坏双相不锈钢两相比例及导致二次相的析出从而严重影响材料的耐蚀性,因此,有必要对焊接过程中双相不锈钢微观组织演变过程包括两相比例、合金元素在两相的分配、二次有害析出相等问题进行系统的研究。本文在前人工作的基础上主要针对双相不锈钢焊接热影响区经历的热循环过程所导致的一系列局部腐蚀问题,采用新型的包括临界点蚀温度法(CPT),双环电化学动电位再活化法(DL-EPR)等评价技术揭示了焊接接头复杂组织的弱相区,其次,阐明焊接工艺热处理制度对组织演变及腐蚀规律的影响,为双相不锈钢焊接制度优化、焊后热处理制度优化等众多方面提供科学依据,具有重要的科学与实际应用价值。1)采用临界点蚀温度法研究了2304双相不锈钢等离子弧焊焊接接头的组织演变及点蚀性能,揭示了复杂焊缝组织中最弱区域为高温热影响区的铁素体相,阐明了点蚀性能下降的本质原因是焊接不平衡过程中扩散不充分导致高温热影响区的铁素体相中Cr和Mo的含量较母材低,导致焊接接头热影响区的耐蚀性下降;之后研究了焊后热处理制度对双相不锈钢2304焊缝组织的影响及其腐蚀规律,确定了最优化的固溶处理温度为1080℃:最后,采用草酸腐刻法研究了焊接热影响区氮化物的析出规律与焊后热处理对氮化物的影响,并指出亚稳态点蚀可能萌生于氮化物析出相。2)采用临界点蚀温度法研究了多道焊接热循环过程中超级双相不锈钢2507的微观组织演变与点蚀行为,阐明了焊接道数与微观组织和点蚀抗力之间的内在联系。研究表明,一道焊对焊接接头热影响区的组织及耐蚀性影响最大,可导致材料的耐蚀性能下降;后续的二道焊和三道焊对焊接接头热影响区的组织和耐蚀性有一定的修复能力;在多道焊的基础上研究了不同热输入下超级双相不锈钢2507的微观组织演变及点蚀规律,阐明了热输入与微观组织演变及点蚀抗力之间的内在联系。研究表明,材料的耐点蚀性能随着热输入的增加先提高后下降,热输入为2.5kJ/mm时,材料的耐点蚀性能最好,CPT值最高为77℃,当热输入继续增加导致CPT下降可能是由于σ相的析出。3)采用DL-EPR法评价了超级双相不锈钢晶间腐蚀敏感性,首先优化了测试2507晶间腐蚀敏感性的DL-EPR条件,之后通过优化的DL-EPR法揭示了2507在900℃下敏化不同时间的析出相与晶间腐蚀敏感性之间的定量关系。研究表明评价2507晶间腐蚀敏感性的最优化DL-EPR测试条件为溶液浓度:2MH2SO4+1.5M HCl、扫描速率:1.5mV/s、溶液温度:30℃。用来表征材料晶间腐蚀敏感性的Ra值随着时效时间增加先增大后减小,在4h时Ra值达到最大19.4%。Ra值的增大是由于。相的形成并增加导致周边贫铬区的增加,而之后的减小是由于基体中的Cr、Mo元素扩散至贫铬区导致贫铬区发生愈合引起的。