當雙相不銹鋼持續存在于600℃～1000℃溫度范圍之間時(shí)，其組織中容易析出金屬間化合物，如碳化物、氮化物、σ相等，這些不希望出現的析出相會(huì )不同程度的影響鋼的組織和性能。其中，σ相析出最多也是危害性最大的一種金屬間相。一般情況下焊接雙相不銹鋼通常采用的是多層多道焊，焊完一道焊縫，會(huì )使前一道焊縫再次經(jīng)歷熱循環(huán)，不僅溫度梯度大，而且冷卻速度快，并且，只有一部分焊縫區受到了這種熱循環(huán)的影響，所以無(wú)法與鋼材在一定溫度下的熱處理相比較。因此，為了減少或消除焊接后接頭組織中二次相的析出，會(huì )采取一定的熱處理工藝。因此，浙江宏盛特鋼有限公司使用GTAW焊接接頭作為測試對象，時(shí)效溫度設為750℃、850℃、950℃并分別時(shí)效10分鐘、30分鐘以及60分鐘后立即水冷，來(lái)觀(guān)察時(shí)效后的組織變化和對耐蝕性的影響；并對850℃時(shí)效60分鐘試樣進(jìn)行1050℃和1150℃保溫1小時(shí)的固溶處理，最后討論固溶處理對焊接接頭組織和耐蝕性的影響。

一、未經(jīng)熱處理的接頭組織

 圖為未經(jīng)時(shí)效處理的母材、熱影響區和焊縫組織，從圖中可以看出，未經(jīng)熱處理的母材和焊接接頭組織很干凈，都是規則的條塊狀組織特征，母材中兩相均勻的交織分布在一起，焊縫和熱影響區中的奧氏體則分布在鐵素體基體中，兩相所占體積分數相近，并未觀(guān)察到其他析出相。

二、750℃時(shí)效組織

  1. 母材組織

   圖是750℃不同時(shí)效后母材組織，從中可以看出時(shí)效10min后并沒(méi)有發(fā)現析出相的存在，當時(shí)效30min后有二次相在α晶界逐漸形核，并呈黑色點(diǎn)狀，60min后黑色點(diǎn)狀析出相逐漸增多、變大，通過(guò)定量金相分析，γ相含量并未表現出較大波動(dòng)，而α相含量卻有所減少，說(shuō)明等溫時(shí)的效析相是由α相分解產(chǎn)生的。

   一般情況下，這些析出的相主要是σ相，同時(shí)，因鋼中合金元素差別還會(huì )析出χ相和氮化物，這些相混合在一起在光學(xué)顯微鏡中難以區分，但是，χ相和氮化物的數量相對于σ相要少得多，因此可以近似的認為這些析出的相主要是σ相。 

  2. 熱影響區和焊縫組織

   圖是750℃不同時(shí)效后熱影響區和焊縫組織。從中可以看出時(shí)效10min的熱影響區并沒(méi)有明顯變化，此時(shí)也很難觀(guān)察到σ相等有害相的存在，而焊縫金屬由于多層多道焊的反復加熱發(fā)生了再結晶現象，前一層焊道所形成的再結晶又被加強，且多發(fā)生在新一層焊縫金屬的熔敷過(guò)程中，同時(shí)伴隨鐵素體的分解，新分解的二次奧氏體和σ相一同覆蓋在鐵素體基體上。隨著(zhù)時(shí)效時(shí)間的延長(cháng)熱影響區中黑點(diǎn)狀σ相逐漸開(kāi)始析出，焊縫中奧氏體繼續變大，鐵素體繼續分解，到時(shí)效60min時(shí)，熱影響區出現明顯塊狀σ相，焊縫中由于鐵素體分解，導致鐵素體相含量急劇減少，同時(shí)由于焊縫中σ相的析出和奧氏體被σ相和鐵素體分割為小晶粒，使得組織中晶粒細化。

三、 850℃時(shí)效組織

  1. 母材組織

   圖是經(jīng)過(guò)850℃不同時(shí)效處理的母材組織，明顯能看出時(shí)效10分鐘的母材組織中即出現了點(diǎn)狀的σ相，說(shuō)明對于母材組織σ相對850℃時(shí)效更敏感。隨著(zhù)時(shí)效時(shí)間的延長(cháng)σ相在奧氏體晶界逐漸長(cháng)大，奧氏體相逐漸變?yōu)橐詨K狀為主，同時(shí)奧氏體內部出現少量點(diǎn)狀鐵素體。當時(shí)效60min后，α/γ晶界處的σ相迅速長(cháng)大，并有形成網(wǎng)狀的傾向，同時(shí)，分散在奧氏體內的點(diǎn)狀鐵素體變多。

  2. 熱影響區和焊縫組織

   圖為850℃下不同時(shí)效的熱影響區與焊縫金相組織?？梢钥闯鰺嵊绊憛^和焊縫的變化和750℃時(shí)效基本相同，不同的是組織中的σ相析出速度要比750℃時(shí)效組織更快一些。到時(shí)效30min后，熱影響區已出現較多點(diǎn)狀σ相，含量明顯比750℃時(shí)效組織多，焊縫中亦能觀(guān)察到。時(shí)效60min后，熱影響區出現較多的析出相，表明析出相在30min到60min出現和長(cháng)大速度迅速增加，焊縫則基本被奧氏體填滿(mǎn)，僅有少量α相和σ相的存在，α相已不足10%。

四、950℃時(shí)效組織

  1. 母材組織

   圖是經(jīng)過(guò)950℃不同時(shí)效處理的母材組織，從圖中可以看出隨著(zhù)時(shí)效時(shí)間的延長(cháng)，組織逐漸均勻化，且并未發(fā)現σ相等析出相的存在，可見(jiàn)在950℃溫度下較短時(shí)間內0～60min時(shí)效處理母材組織中基本不會(huì )有σ相等的析出。

  2. 焊縫和熱影響區組織

  圖是950℃下焊縫和熱影響區不同時(shí)效的金相組織。從中可以看出，對于熱影響區而言，時(shí)效時(shí)間的不同并未對組織產(chǎn)生很大影響，只是奧氏體形態(tài)發(fā)生了一定的改變,時(shí)效60min后才有少量σ相析出。而對焊縫區影響則較大，可以清晰的看到，同850℃時(shí)效處理一樣，隨著(zhù)時(shí)間的延長(cháng)焊縫中的奧氏體變多變細，鐵素體分解、減少，并且在奧氏體晶界析出一定量的σ相。從以上各個(gè)溫度范圍下的時(shí)效處理可以得出：焊縫組織對σ相的析出最敏感，相比例變化最大，其次是熱影響區，同時(shí)，σ相在850℃溫度下的析出速度最快、最多，說(shuō)明850℃是σ相析出的最敏感溫度。