浙江至德鋼業(yè)有限公司通過分析雙相不銹鋼焊縫和熱影響區(qū)微觀組織，可以發(fā)現(xiàn)在不同焊接工藝下得到的接頭晶粒大小會發(fā)生明顯變化，這與晶粒生長機制有關。焊接過程中受到熱作用時，晶粒尺寸隨之變化。晶粒尺寸變化的驅動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大成為顆粒粗大的晶粒，界面能會降低，在金屬中界面能下降屬自發(fā)過程。在微觀情況下晶粒尺寸長大的過程需要通過晶界遷移來實現(xiàn)，所以只要能夠影響晶界遷移則都會影響晶粒尺寸變化，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，所以相關區(qū)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，則晶粒長大速度就會越快。通常在某一臨界溫度以下，晶粒尺寸會隨著溫度的升高而不斷增加直至長大到臨界溫度以下的最大尺寸值，之后便不再長大，但當溫度超過臨界溫度時，隨著溫度的升高，晶粒尺寸又會繼續(xù)長大；

 2. 合金元素及雜質的影響

   合金元素顆粒和雜質溶入基體組織后會造成釘扎作用，釘扎會阻礙晶界運動，特別是強烈鐵素體化或奧氏體化合金元素會隨著加熱冷卻過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降低晶界的界面能，從而降低了界面移動的驅動力，使晶界不易移動；

 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阻礙晶界移動。大量實驗研究表明，第二相粒子在基體中的體積含量及半徑對晶粒長大速度有影響。

  浙江至德鋼業(yè)有限公司通過觀察雙相不銹鋼焊接接頭金相組織，對接頭進行了微觀組織分析、XRD分析以及接頭各區(qū)域能譜測試，根據(jù)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(qū)以及熱影響區(qū)都由奧氏體和鐵素體兩相組成，經XRD測試接頭焊縫沒有發(fā)現(xiàn)其他有害次生相，尤其危害最大的γ相；

  b. 所有接頭都表現(xiàn)為焊縫區(qū)奧氏體含量最高，熱影響區(qū)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(qū)奧氏體含量更多，但這種焊條焊接時隨著熱輸入的增大，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晶界長大，最后連成網狀，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(qū)由于受到熱循環(huán)的次數(shù)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(qū)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(qū)中，優(yōu)先析出粗大的晶界奧氏體聯(lián)生長成網狀，且網狀內含有大量后續(xù)析出的短棒狀的奧氏體。