采用XL-F2000机器人激光焊接机,对9Ni钢进行了激光焊接,并对接头组织和性能进行研究。试验结果表明9Ni钢的激光自熔焊可以得到熔合良好的焊接接头。随着测试点至焊缝中心距离的增加,硬度呈现先上升、后急剧下降的趋势,在热影响区达到硬度峰值390 HV,基材位置为最低值240 HV,焊缝硬度值为350 HV略低于峰值。拉伸试验断口形貌呈韧窝状,具有明显的韧性断裂特征,试样断裂位置在远离焊缝的基材处,屈服强度和抗拉强度高于基材出厂标准。

为了研究9Ni钢热处理过程中的组织演变和合金元素配分对强韧化的影响,采用QT（Quenching＋Tempering）和QLT（Quenching＋Lamellarizing＋Tempering）工艺对9Ni钢进行了热处理,并详细分析了热处理过程中组织和成分配分的变化规律.结果表明：奥氏体化淬火后存在极少量的残余奥氏体（γR）,主要富C和Si.580℃回火1 h时,QT工艺条件下原奥氏体晶界上逆转奥氏体（γ＇）能富C、Si、Mn和Ni元素,晶内的γ＇中无明显Ni和Mn富集;QLT处理后,合金元素发生了配分,所有富合金元素相中均富集C、Si、Mn和Ni元素.两相区保温后实现增韧归因于：板条马氏体基体的大角度晶界比例增加、晶粒细化;组织结构得到优化;增加了γ＇形核点,使得γ＇量增加,导致马氏体基体净化程度进一步提高.

对9Ni钢进行QT热处理,采用金相显微镜进行金相组织观察和分析、触摸屏显PLC控制冲击试验机进行低温冲击试验、XRD衍射仪进行物相分析。实验结果表明,9Ni钢经QT热处理后低温冲击功有较大提高,试验组的平均值约为原始组的3倍,其低温韧性提高的主要原因是有逆转奥氏体生成。