浙江至德鋼業(yè)有限公司在進(jìn)行雙相不銹鋼拉伸試驗研究過(guò)程中，熔合區由于尺寸小，通常情況下被簡(jiǎn)化成一條直線(xiàn)，即不考慮熔合區的幾何形狀。在本研究中，將硬化區和軟化區單元都納入到模型中進(jìn)行計算，為了獲得各個(gè)區域的應力-應變數據，由硬度分布曲線(xiàn)可知，熔合區的寬度和軟化區的單邊寬度分別為2mm和0.5mm左右，實(shí)際中分別采用熱處理手段和熱模擬手段來(lái)近似獲得硬化區和軟化區的機械性能，為了驗證模擬試樣結果的可靠性，采用組織觀(guān)察和顯微硬度測試進(jìn)行對比驗證。圖所示為母材、模擬硬化區和軟化區的應力-應變曲線(xiàn)，由圖中可以看出，母材和軟化區試樣的屈服強度要低于熔合區，但是熔合區表現出更低的延伸率，而對于軟化區，馬氏體經(jīng)歷了部分分解，喪失了其四方性特征，固溶碳含量降低，因此其抗拉強度降低，但延伸率有所增加。

 由硬度分布曲線(xiàn)可知，焊縫中存在硬化和軟化區，在構建數值模型時(shí)，賦予硬化區（熔合區和加熱溫度高于奧氏體轉變溫度的熱影響區）和軟化區上述性能特征，就可以構造該激光焊板的物理模型，劃分成3個(gè)區域即硬化區、軟化區和母材，有限元物理模型如圖所示，該模型包括半球狀的沖頭、板帶壓邊圈、凹模和激光焊板，采用等效的拉延筋以避免在試驗過(guò)程中板料滑動(dòng)。工模具采用剛體殼單元，板料采用4節點(diǎn)的四邊形殼單元，殼單元的厚度等同于板料的厚度（1.2mm），硬化區有4排單元，每個(gè)單元的寬度為0.5mm，共計2mm；軟化區采用一排單元，由于軟化區的寬度在0.4～0.6mm之間。為了獲得良好的計算精度，在厚度方向上采用7個(gè)積分點(diǎn)。在模擬過(guò)程中，關(guān)于板料的材料模型選擇，材料的屈服行為采用參數的模型，材料在應變強化過(guò)程中應力-應變關(guān)系采用方程。試樣、模具界面間的摩擦行為采用定律，摩擦系數為0.10（潤滑）。

 雙相不銹鋼拉伸試驗失效預測發(fā)現軟化區出現了最大的減薄直至開(kāi)裂，如圖所示，在拉伸過(guò)程中變形主要集中軟化區，這種失效行為與試驗結果一致，如圖所示。參考應力-應變曲線(xiàn)可知，焊縫硬化區的抗拉強度最高，而強度低的材料抵抗的外力要低于強度高的材料，在雙向拉伸過(guò)程中，當軟化區的材料進(jìn)行塑性變形時(shí)，硬化區以及母材仍然處于彈性變形階段，因此，失效發(fā)生在軟化區，而硬化區和母材區所觀(guān)察到的應變很小，即厚度變化很小。

 針對雙相不銹鋼開(kāi)展激光焊接性能研究，對焊接接頭的組織和機械性能進(jìn)行表征，并開(kāi)展了拉伸試驗及有限元模擬對比，主要結論如下：焊接接頭顯現軟化區和硬化區，硬化區主要由熔合區和熱循環(huán)溫度高于奧氏體化溫度的熱影響區組成，熔合區的組織完全由馬氏體組成；軟化區是由鐵素體和部分分解的馬氏體構成，馬氏體分解是造成軟化區的主要原因；軟化區存在是激雙相不銹鋼在拉伸測試中失效的主要原因，裂紋在軟化區處開(kāi)啟并沿著(zhù)軟化區擴展，大大地降低了板料的成型性；將焊接接頭的物理模型劃分成硬化區、軟化區和未受熱影響的母材，并采用各自的性能，該模型可以準確地預測激光焊板的失效行為。