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程中，熔合區(qū)由于尺寸小，通常情況下被簡化成一條直線，即不考慮熔合區(qū)的幾何形狀。在本研究中，將硬化區(qū)和軟化區(qū)單元都納入到模型中進(jìn)行計算，為了獲得各個區(qū)域的應(yīng)力-應(yīng)變數(shù)據(jù)，由硬度分布曲線可知，熔合區(qū)的寬度和軟化區(qū)的單邊寬度分別為2mm和0.5mm左右，實際中分別采用熱處理手段和熱模擬手段來近似獲得硬化區(qū)和軟化區(qū)的機械性能，為了驗證模擬試樣結(jié)果的可靠性，采用組織觀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(qū)和軟化區(qū)的應(yīng)力-應(yīng)變曲線，由圖中可以看出，母材和軟化區(qū)試樣的屈服強度要低于熔合區(qū)，但是熔合區(qū)表現(xiàn)出更低的延伸率，而對于軟化區(qū)，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。

 由硬度分布曲線可知，焊縫中存在硬化和軟化區(qū)，在構(gòu)建數(shù)值模型時，賦予硬化區(qū)（熔合區(qū)和加熱溫度高于奧氏體轉(zhuǎn)變溫度的熱影響區(qū)）和軟化區(qū)上述性能特征，就可以構(gòu)造該激光焊板的物理模型，劃分成3個區(qū)域即硬化區(qū)、軟化區(qū)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程中板料滑動。工模具采用剛體殼單元，板料采用4節(jié)點的四邊形殼單元，殼單元的厚度等同于板料的厚度（1.2mm），硬化區(qū)有4排單元，每個單元的寬度為0.5mm，共計2mm；軟化區(qū)采用一排單元，由于軟化區(qū)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個積分點。在模擬過程中，關(guān)于板料的材料模型選擇，材料的屈服行為采用參數(shù)的模型，材料在應(yīng)變強化過程中應(yīng)力-應(yīng)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(shù)為0.10（潤滑）。

 雙相不銹鋼拉伸試驗失效預(yù)測發(fā)現(xiàn)軟化區(qū)出現(xiàn)了最大的減薄直至開裂，如圖所示，在拉伸過程中變形主要集中軟化區(qū)，這種失效行為與試驗結(jié)果一致，如圖所示。參考應(yīng)力-應(yīng)變曲線可知，焊縫硬化區(qū)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，在雙向拉伸過程中，當(dāng)軟化區(qū)的材料進(jìn)行塑性變形時，硬化區(qū)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(qū)，而硬化區(qū)和母材區(qū)所觀察到的應(yīng)變很小，即厚度變化很小。

 針對雙相不銹鋼開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，并開展了拉伸試驗及有限元模擬對比，主要結(jié)論如下：焊接接頭顯現(xiàn)軟化區(qū)和硬化區(qū)，硬化區(qū)主要由熔合區(qū)和熱循環(huán)溫度高于奧氏體化溫度的熱影響區(qū)組成，熔合區(qū)的組織完全由馬氏體組成；軟化區(qū)是由鐵素體和部分分解的馬氏體構(gòu)成，馬氏體分解是造成軟化區(qū)的主要原因；軟化區(qū)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(qū)處開啟并沿著軟化區(qū)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(qū)、軟化區(qū)和未受熱影響的母材，并采用各自的性能，該模型可以準(zhǔn)確地預(yù)測激光焊板的失效行為。