浙江至德鋼業(yè)有限公司通過(guò)分析雙相不銹鋼焊縫和熱影響區微觀(guān)組織，可以發(fā)現在不同焊接工藝下得到的接頭晶粒大小會(huì )發(fā)生明顯變化，這與晶粒生長(cháng)機制有關(guān)。焊接過(guò)程中受到熱作用時(shí)，晶粒尺寸隨之變化。晶粒尺寸變化的驅動(dòng)力是晶粒尺寸變化前后的總界面能差。顆粒細小的晶粒晶界多，其界面能高；反之顆粒粗大的晶粒晶界少，晶界能也低。所以當顆粒細小的晶粒長(cháng)大成為顆粒粗大的晶粒，界面能會(huì )降低，在金屬中界面能下降屬自發(fā)過(guò)程。在微觀(guān)情況下晶粒尺寸長(cháng)大的過(guò)程需要通過(guò)晶界遷移來(lái)實(shí)現，所以只要能夠影響晶界遷移則都會(huì )影響晶粒尺寸變化，這些影響因素主要有：

 1. 溫度的影響

    所有能夠發(fā)生晶界遷移的過(guò)程都是基于原子擴散的基礎，而原子擴散主要由溫度決定，所以相關(guān)區域受到熱循環(huán)的最高溫度越高，合金元素的原子擴散越劇烈，則晶粒長(cháng)大速度就會(huì )越快。通常在某一臨界溫度以下，晶粒尺寸會(huì )隨著(zhù)溫度的升高而不斷增加直至長(cháng)大到臨界溫度以下的最大尺寸值，之后便不再長(cháng)大，但當溫度超過(guò)臨界溫度時(shí)，隨著(zhù)溫度的升高，晶粒尺寸又會(huì )繼續長(cháng)大；

 2. 合金元素及雜質(zhì)的影響

   合金元素顆粒和雜質(zhì)溶入基體組織后會(huì )造成釘扎作用，釘扎會(huì )阻礙晶界運動(dòng)，特別是強烈鐵素體化或奧氏體化合金元素會(huì )隨著(zhù)加熱冷卻過(guò)程遷移偏聚在晶內晶界，這種合金元素偏聚是釘扎的主要成因。通常認為偏聚在晶界的合金元素原子會(huì )降低晶界的界面能，從而降低了界面移動(dòng)的驅動(dòng)力，使晶界不易移動(dòng)；

 3. 第二相粒子的影響

   在基體組織彌散強化的第二相粒子也會(huì )阻礙晶界移動(dòng)。大量實(shí)驗研究表明，第二相粒子在基體中的體積含量及半徑對晶粒長(cháng)大速度有影響。

  浙江至德鋼業(yè)有限公司通過(guò)觀(guān)察雙相不銹鋼焊接接頭金相組織，對接頭進(jìn)行了微觀(guān)組織分析、XRD分析以及接頭各區域能譜測試，根據測試結果討論了焊條合金元素、焊接位置以及熱輸入對接頭微觀(guān)組織的影響，得到了以下結論：

  a. 兩種焊條得到的接頭焊縫區以及熱影響區都由奧氏體和鐵素體兩相組成，經(jīng)XRD測試接頭焊縫沒(méi)有發(fā)現其他有害次生相，尤其危害最大的γ相；

  b. 所有接頭都表現為焊縫區奧氏體含量最高，熱影響區含量最低，母材含量居中，且母材奧氏體含量與鐵素體含量接近，達到最佳的兩相比；

  c. 在焊材相同的情況下，隨著(zhù)熱輸入的增加接頭奧氏體含量整體呈上升趨勢。由于焊條309MoL中鎳元素含量遠遠高于母材和焊條E2209-16，使得焊條309MoL焊接得到的接頭焊縫區奧氏體含量更多，但這種焊條焊接時(shí)隨著(zhù)熱輸入的增大，接頭奧氏體含量變化并不明顯。立焊位置的熱輸入較平焊位置的大，接頭奧氏體含量更多；

  d. 由于采用三層三道焊，每層焊道的奧氏體組織形態(tài)各異。冷卻時(shí)在鐵素體晶界優(yōu)先析出奧氏體，這些從鐵素體晶界析出的奧氏體在重復熱輸入的作用下不斷順著(zhù)晶界長(cháng)大，最后連成網(wǎng)狀，在鐵素體晶內也不斷析出大量短棒狀細小奧氏體；

  e. 不同位置的熱影響區由于受到熱循環(huán)的次數不同，組織形態(tài)以及奧氏體含量也存在差異，靠近焊縫表面的熱影響區組織粗大，奧氏體含量較少，而靠近雙相不銹鋼焊縫底部的熱影響區中，優(yōu)先析出粗大的晶界奧氏體聯(lián)生長(cháng)成網(wǎng)狀，且網(wǎng)狀內含有大量后續析出的短棒狀的奧氏體。