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409L不锈钢是一种低铬镍铁素体不锈钢,具有良好的耐腐蚀性、冷成形性,焊接性好,抗高温氧化,塑性及韧度优于含铬更高的铁素体不锈钢,不含或含微量的镍,是一种经济环保型材料。409L不锈钢广泛应用于汽车工业,化工器械,建筑材料,食品医疗等领域,但其焊接接头热影响区晶粒粗大,塑性和韧度较低,易出现裂纹腐蚀。这些缺陷会限制铁素体不锈钢的推广应用,所以提高焊接接头性能具有重要的研究意义。本研究以409L不锈钢为试验对象,在焊接接头中添加不同含量的稀土元素Ce和稳定元素Ti,共计14组配方,采用钨极氩弧焊进行焊接。对所有Ce/Ti配方试样进行金相显微组织观察、拉伸试验、低温冲击试验、高低温热循环处理试验等。然后,对不同配方试样进行力学性能对比、试验数据统计分析、研究冲击断口形貌及成分等,探寻Ce/Ti对409L不锈钢焊接接头组织及力学性能的影响。通过试验分析得出:在409L不锈钢焊接接头合理添加Ce/Ti元素可以细化晶粒,净化组织,提高焊接接头的塑性和冲击韧性。当Ce/Ti添加量分别为0.24%、0.72%时,焊接接头的力学性能最优越,试样的屈服强度为372.1MPa,抗拉强度为538.6MPa,冲击功为27.5J,热处理冲击功为61.5J,屈服强度、抗拉强度、普通冲击功、热处理冲击功分别提高了127.2%、41.9%、841.8%、123.6%。但是,当Ce/Ti添加比例为0.45%、0.18%时,焊接接头的力学性能最差。焊接接头冲击断口的特征为脆性断裂和韧性断裂,以脆韧混合断裂为主。断口由较多的解理面台阶组成,存在大量河流花样,呈现脆性断裂特征;断口分布着小而密集的韧窝,韧窝尺寸大且深呈现抛物线状,则是典型的韧性断裂特征。热循环处理后,断口氧化物颗粒数量减少,冲击韧性提高,表明热处理可以改善焊接接头的力学性能。