灰铸铁焊接性剖析[宝典]

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1、2.半熔化区特点：该区被加热到液相线与共晶转变下限温度之间，温度范围1150〜1250°C。该区处于液固状态，一部分铸铁已熔化成为液体，其它未熔部分在高温作用下已转变为奧氏体。1）冷却速度对•半熔化区口口铸铁的影响V冷很快，液态铸铁在共晶转变温度区间转变成莱氏体，即共晶渗碳体加奥氏体。继续冷却则为C所饱和的奥氏体析出二次渗碳体。在共析转变温度区间，奥氏体转变为珠光体。由于该区冷速很快，在共析转变温度区间，可出现奥氏体一马氏体的过程，并产生少量残余奥氏体。该区金相组织见P104图4-5其左侧为亚共晶白口铸铁

2、，其中白色条状物为渗碳体，黑色点、条状物及较大的黑色物为奥氏体转变后形成的珠光体。右侧为奥氏体快冷转变成的竹叶状简碳马氏体，口色为残余奥氏体。还可看到一些未熔化的片状石墨。当半熔化区的液态金属以很慢的冷却速度冷却时，其共晶转变按稳定相图转变。最后其室温组织由石墨+铁素体组织组成。当该区液态铸铁的冷却速度介r以上两种冷却速度z间吋，随着冷却速度由快到慢，或为麻口铸铁，或为珠光体铸铁，或为珠光体加铁素体铸铁。影响半熔化区冷却速度的因素有：焊接方法、预热温度、焊接热输入、铸件厚度等因素。例：电渣焊时，渣池对灰铸

3、铁焊接热彩响区先进行预热，而且电渣焊熔池体积人，焊接速度较慢，使焊接热影响区冷却缓慢，为防止半熔化区出现白II铸铁焊件预热到650〜700C再进行悍接的过程称热炸。这种热悍工艺使焊接熔池与HAZ很缓慢地冷却，从而为防止炸接接头白口铸铁及高碳马氏体的产生提供了很好的条件。研究灰铸铁试板焊件、热输入相同时，随板厚的增加，半熔化区冷却速度加快。口口淬硬倾向增大。2）化学成分对半熔化区白口铸铁的影响铸铁焊接半熔化区的化学成分对其白口组织的形成同样有重大影响。该区的化学成分不仅取决于铸铁本身的化学成分，而且焊逢的化

4、学成分对该区也侑重人影响。这是因为焊逢区与半熔化区紧密相连，R同时处于熔融的高温状态，为该两区Z间进行元素扩散提供了非常冇利的条件。某元素在两区Z间向哪个方向扩散首先决定于该元素在两区Z间的含量梯度（含量变化）。元素总是从高含量区域向低含量区域扩散，其含量梯度越大，越有利于扩散的进行。提高熔池金属屮促进石墨化元素（C、Si、Ni等）的含最对消除或减弱半熔化区白口的形成是有利的。用低碳钢焊条焊铸铁吋，半熔化区的白口帯往往较宽。这是因为半熔化区含C、Si量高于熔池，故半熔化区的C、Si反而向熔池扩散，使半熔化

5、区C、Si有所下降，增大了该区形成较宽口口的倾向。3.奥氏体区该区被加热到共品转变下限温度与共析转变上限温度之间。该区温度范围约为820〜1150°C,此区无液相出现该区在共析温度区间以上，其基体己奥氏体化，加热温度较高的部分（靠近半熔化区），由于石墨片屮的碳较多地向周用奥氏体扩散，奥氏体屮含碳量佼高;加热较低的部分，由于石墨片中的碳较少向周围奥氏体扩散，奥氏体中含碳量较低，随后冷却时，如果冷速较快，会从奥氏体屮析出一些二次渗碳体，其析出量的多少与奥氏体中含碳量成百线关系。在共析转变快时，奥氏体转变为珠光

6、体类型组织。冷却更快时，会产生马氏休，与残余奥氏体。该区硬度比母材有一定捉高。熔焊时，釆用适当工艺使该区缓冷，可使A直接析出石墨而避免二次渗碳体析出，同时防止马氏体形成。4.重结晶区很窄，加热温度范围780〜820°Co由于电弧焊时该区加热速度很快，只冇母材中的部分原始组织可转变为奥氏体。在随后冷却过程屮，奥氏体转变为珠光体类组织。冷却很快时也可能出现一些马氏体。（二）裂纹是易岀现的缺陷1•冷裂纹可发生在烛焊缝或热彩响区上，1）焊缝处冷裂纹产住部位：铸铁型焊缝当采用异质炸接材料炸接，使悍逢成为奥氏体、铁素

7、体，铜垄悍缝时，由于焊缝金属具冇较好的塑性，焊接金属不易出现冷裂纹。启裂温度：一般在400C以下。原因：一方面是铸铁在400°C以上时冇一定塑性；另一方面焊缝所承受的拉应力是随其温度下降而增大。在400°C以上时焊缝所承受的拉应力较小。产牛原因：焊接过程屮由于工件局部不均匀受热，焊缝在冷却过程屮会产牛很人的拉应力，这种拉应力随焊缝温度的下降而增大。当焊缝全为灰铸铁时,石墨呈片状存在。当片状石墨方向与外加应力方向基木垂直，H两个片状石墨的尖端乂靠得很近，在外加应力增加时，石墨尖端形成较人的应力集屮。铸铁强度

8、低，400°C以下基本无赠性。当应力超过此时铸铁的强度极限时，即发生焊缝裂纹。当焊缝中存在白口铸铁时，由于白口铸铁的收缩率比灰铸铁收缩率大，加以其中渗碳体性能更脆，故焊缝更易出现裂纹。影响因索：①打焊缝基体组织冇关，悍缝中渗碳体越多，悍缝中出现裂纹数量越多。当焊缝基体全为珠光体与铁素体组成，而石墨化过程又进行得较充分时，由于石墨化过程伴随启体积膨胀过程,可以松弛部分焊接应力，有利于改善焊缝的抗裂性。②与焊缝石墨形状有关粗而长的