双相不锈钢中由铁素体和奥氏体两相组成,在制造过程中不适当的热处理和焊接工艺,会使双相不锈钢产生有害沉淀相。在焊接过程中,双相不锈钢基体受到一系列热循环的影响,会发生复杂的相转变行为,从而影响双相不锈钢中相的平衡,并且对焊接接头的性能带来恶劣影响。通过焊后固溶处理可修复奥氏体和铁素体之间的相平衡,使铬和钼等合金元素重新在两相中均匀分布。但若不严格限制温度和冷却速率,焊后进行热处理的有利作用将不复存在。因此对双相不锈钢焊后热处理的接头组织及综合性能进行研究,具有一定的理论和实际意义。本文利用真空感应炉冶炼22Cr双相不锈钢,采用手工电弧焊对加工后的钢板进行焊接成型。通过对焊接接头进行固溶和时效处理,研究了22Cr双相不锈钢焊后不同热处理工艺对焊接接头的微观组织及综合性能的影响。采用光学显微镜、铁素体仪、X射线衍射仪、能谱仪等分析方法研究了热处理后焊接接头的组织变化情况,并结合扫描电镜、拉伸测试、硬度测试、冲击实验、点蚀实验等检测手段分析了焊后热处理对22Cr双相不锈钢焊接接头力学性能和抗腐蚀性能的影响。通过对焊后在1050℃-1200℃固溶处理的焊接接头组织的分析表明,合适的固溶处理制度可有效改善焊后组织状态及性能。随固溶温度的升高,焊接接头中部分奥氏体转变为铁素体,使铁素体的含量明显增多,晶粒粗化,综合考虑不同固溶处理条件下双相不锈钢的两相平衡和内部组织分布,认为焊后在1050-1100℃之间进行固溶处理既能获得比例均匀的铁素体相和奥氏体相又能保证最优的力学性能和耐蚀性能。对22Cr双相不锈钢焊接接头在850℃进行时效处理,发现焊缝区、热影响区和母材均有大量σ相析出,其析出位置主要在铁素体和奥氏体晶界或铁素体/铁素体晶界,随着时效时间的延长,σ相向铁素体内部长大,其析出机理是铁素体发生分解,转变成σ相和二次奥氏体相,即α→σ+γ₂。焊缝区的组织转变对时效处理最为敏感,提高焊后固溶温度,可有效抑制σ相的析出。σ相的析出使接头的硬度和抗拉强度有所提高,但塑性和冲击韧性显著下降,断口分析表明,由于σ相-脆性相沿晶界析出使焊缝断裂类型由混合型断裂转变为解理断裂为主的脆性断裂。同时,焊接接头的腐蚀速率随着时效时间的增加迅速恶化,抗点蚀能力较差。