从点蚀萌生的角度理解不同奥氏体不锈钢激光焊接件的点蚀行为

焊接接头通常是不锈钢发生腐蚀失效的主要位置，目前已有的研究往往将焊接接头点蚀性能的下降归因于热影响区的组织演变，然而由于激光焊的能量集中性好，导致热影响区很窄，因此其整体点蚀性能主要取决于熔合区的性能变化。两种奥氏体不锈钢的熔合区点蚀性能也不是简单的变差，而是相较于基材呈现了不同的变化趋势，说明这种点蚀性能的差异性与熔合区基材本身的组织演变息息相关，因此揭示熔合区组织演变对认识焊接件腐蚀性能的变化具有重要意义。

本文利用EPMA揭示出两种焊缝熔合区均存在明显的元素偏析现象，奥氏体化元素Ni在奥氏体中富集，铁素体化元素Cr、Mo在铁素体中富集。Mn的偏析结果不同，这是受不锈钢本身的元素成分和冷却速度的影响：一方面QN2109的Cr/Ni当量比更高，铁素体化倾向更强，另一方面317L的冷却速度更快，元素扩散不充分。另外，本文利用恒电位脉冲技术“PPT”控制点蚀坑生长在初级阶段，结合TEM、SAED与EDS分析，发现点蚀坑内部残留了还未溶解的δ铁素体和σ相，结合热力学平衡相图，揭示出凝固冷却过程中δ铁素体向σ相和二次奥氏体转变的机制，贫铬的二次奥氏体成为了QN2109焊接件的点蚀萌生位点，降低了其点蚀性能。相反，317L的基体中弥散的碳化物是原本的点蚀萌生位置，在激光焊的快速冷却下来不及析出，导致点蚀萌生位点的减少从而提升了点蚀性能。

上述结果以“Understanding the pitting behavior of laser welds in different austenitic stainless steels: From the perspective of pitting initiation”为题发表于《Corrosion Science》期刊上，上述研究得到了国家自然科学基金和青年人才托举工程的资助。

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.corsci.2023.111483

Updated on Oct. 08, 2023.

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