郝龙宇 田得喜 徐锴 李瑞 吕晓春 安洪亮 郭枭

摘要：研究了ER347熔敷金属在750 ℃长期时效过程中σ相的析出行为及其对力学性能的影响。结果显示，ER347熔敷金属的铁素体含量、硬度及冲击韧性与时效时间存在密切关联。ER347熔敷金属在750 ℃时效时，随时效时间的延长，σ相析出增多，硬度增大，铁素体含量和韧性则降低。ER347熔敷金属焊态冲击韧性良好，时效处理后，韧性下降，其脆化的根本原因在于δ-铁素体分解形成了硬脆σ相，显著降低了ER347熔敷金属韧性。（σ+γ2）结构内部存在大量的高能σ/γ2和δ/σ/γ2非共格界面，且σ相自身硬脆，易作为潜在裂纹源，在高应变速率下，发生脆性开裂并迅速扩展，导致熔敷金属韧性降低。

关键词：ER347熔敷金属 ;σ相;力学性能;时效处理

中图分类号：TG457.11      文献标志码：A         文章编号：1001-2003（2021）05-0091-06

DOI：10.7512/j.issn.1001-2303.2021.05.17

0    前言

ER347奥氏体不锈钢焊材广泛用于焊接核反应堆的各类管道，其焊接结构常需在高温、高压等苛刻条件下服役。焊接接头作为其中的薄弱环节[1]，其结构稳定性便成为设备的主要问题。按RCC-MR（快中子增殖堆核岛机械设备设计和建造规则）的要求，在高于375 ℃温度下运行的奥氏体不锈钢设备所使用的焊丝需进行结构稳定性试验，故需对ER347熔敷金属进行时效处理，以模拟材料的老化，此过程中易析出σ相。

σ相是不锈钢中常见的一种金属间化合物析出相，对材料的性能有较大的影响[2]，具有硬度高、强度大、脆性高的特点[3-4]，会显著降低不锈钢的韧性[5-6]。但同时也有研究认为，σ相的析出可一定程度提高屈服强度、抗拉强度、高温蠕变强度、耐磨性甚至塑性[7-11]。……