254SMo超级奥氏体不锈钢因为Cr、Ni、Mo元素含量较高,而且含有极少量的碳,所以具有非常好的力学性能,抗点蚀、晶间腐蚀、缝隙腐蚀和应力腐蚀性能,尤其是在氯化物和还原性介质中,耐腐蚀性能更优,因此被广泛用于腐蚀性较苛刻的环境中,如化工、天然气、石油、纸浆和造纸工业、海水淡化等行业。但是该钢在高温较长时间下服役或在焊接过程中,容易析出一些金属间第二相,如σ相、χ相、LAVES相等,这将对其力学性能和耐蚀性造成很大的影响。所以本文采用光镜、电子显微镜、能谱仪等测试技术,先着重对经过固溶处理的254SMo钢进行时效处理,研究了在不同温度及时间下的时效处理所产生的析出相对材料力学性能和耐蚀性的影响;同时采用SMAW的焊接方法,研究了不同的焊接热输入对焊接接头组织及力学性能的影响。对254SMo钢进行1200℃的固溶处理后,再在不同温度下分别保温0.5 h、1 h、2 h后,进行水淬处理。研究结果表明:固溶处理后的基体为单一的奥氏体组织,部分晶粒内有孪晶;随着时效温度的升高,晶界上条状的析出相逐渐增多,晶内析出相逐渐减少并开始出现孪晶,1000℃后晶界析出相开始减少,晶内析出相消失,晶内出现许多孪晶,到1100℃时晶界没发现析出相产生,晶内有少量的孪晶;硬度值随着时效温度的升高是先增大后减小,950℃时最大。850℃时效2 h时,析出相主要为χ相,少量χ相的析出对254SMo钢耐蚀性的影响不大;950℃时的析出相为σ相,随着时效时间的增加,析出相数量慢慢增多,时效时间小于1 h时对耐蚀性的影响不大,2 h时的耐蚀性较差,实际生产中应避免在此温度下长时间停留。采用SMAW的焊接方法,研究了254SMo钢在不同焊接热输入下焊接接头的组织及力学性能。研究结果表明:焊缝组织均是由枝晶和胞状晶组成的奥氏体,焊缝中都有较多的凝固亚晶界、凝固晶界、迁移晶界,在焊缝和热影响区的中间部分存在未完全混合区;焊接热输入为1.25KJ/mm时,焊缝中有着大量的枝晶和少许的胞状晶,热影响区有许多细小的析出相,焊缝和热影响区硬度较小,热影响区冲击功最小;随着焊接热输入的增大,焊缝中枝晶先减少后增多,胞状晶则是先增多后减少;焊接热影响区晶内和晶界的析出相、晶内孪晶是先减少后增多;焊接热输入为1.46 KJ/mm时,焊缝和热影响区的硬度都达到最大,析出相较少,冲击功达到最大,说明此时冲击韧性最好。因此实际SMAW生产中推荐使用热输入为1.46 KJ/mm的焊接工艺。