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《金相检验 教学课件 作者 张博 9焊接件的金相检验.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、焊接接头显微组织分析王艳芳布置任务：焊接接头显微组织分析金相检验精品课程必备知识：焊接定义、焊接方法分类、焊接特点。一、焊接热循环的特点1、加热温度高:热处理：Ac3以上100～200℃近缝区1350℃以上至Tm2、加热速度快:几秒内完成熔化与凝固以及热影响区相变3、高温停留时间短:SMAW:20秒,SAW:30-100秒。4、自然冷却，冷却速度快:热处理可根据要求控制冷却速度或在冷却过程中不同阶段进行保温,焊接时,局部加热、熔池的体积小、自然条件下冷却,冷却速度快，平均冷却速度约为l0～100
2、℃／s。5、动态结晶：熔池一般均随热源的移动而移动，同时焊条的摆动，电弧的吹力，还会使熔池发生强烈的搅拌作用。可见，是在运动状态下结晶的，因此焊缝凝固时各处的最大温度梯度的方向不断地变化，晶体长大的方向也随之而改变。相比热处理工艺的三要素，焊接过程特点：1.加热温度高2.冷却速度快3.高温停留时间无法控制故：熔池凝固结晶过程远离平衡态；焊接接头组织为非平衡组织。二、焊接接头的组成A：焊缝区B:熔合区C:热影响区D：母材1.焊缝结晶形态：联生结晶结晶过程：熔合区半熔化晶粒提供了现成的结晶表面；液相
3、依附熔合区半熔化晶粒开始垂直底部向中心生长，粗大的柱状晶。焊缝组织是从液态结晶的铸态组织,存在着各种铸造缺陷：区域偏析：焊缝成形系数有关。成形系数小，形成中心线偏析，对接头性能不利。2.热影响区heat-affectzoneHAZ属于母材金属的一部分；受焊接热循环的影响，组织或性能发生变化的区域为焊接热影响区(以下以20钢为例）过热区OverheatedZone（粗晶区）温度：Ts～Tks(1100～1490℃)组织：金属处于过热状态，A晶粒急剧长大，晶粒度均在3级以上。对于低碳钢，由于含碳量低
4、，一般，F沿原A柱状晶晶界析出，当高温停留时间长、冷速快时，F从A内部沿一定方向析出，以长短不一的针状或片状插入P中。形成过热区粗大的针状F（魏氏组织）。性能：为热影响区中机械性能最差的部位。区域大小：与焊接方法、母材厚度、E有关。正火区NormalizedZone（细晶区、相变重结晶区）温度：Ac3～Tks(900～1100℃)组织特征：当T大于Ac3，发生重结晶，即F和P全部溶入A，空冷后得到细小的F和P,相当于正火处理。性能：组织比母材细小,机械性能较好。问题：如此好的性能有没有用？部分相
5、变区PartialPhase-changeZone（不完全重结晶区）温度：Ac1～Ac3之间，20钢的Ac1～Ac3为750～900℃组织：只有一部分组织发生了重结晶，得到细小的F和P。冷却后的组织为：未发生转变的F+经部分相变后的细小P和F。性能：晶粒大小不一，组织不均匀,性能较差。易淬火钢：由于焊后冷却快,会产生淬硬组织.它的热影响区分为淬火区和部分淬火区.3.熔合区bond焊缝与热影响区的过渡区，位于熔合线两侧，也叫半熔化区。温度处于固相线和液相线之间；金属处于局部熔化状态，晶粒十分粗大，
6、化学成份和组织极不均匀,粗大的过热组织和粗大的淬硬组织.是焊接接头中性能最差的区域。此区域很窄，显微镜下难区分。但危害大，常是裂缝、局部脆性破坏的发源地。(一)HAZ的硬化硬度：为了方便起见,常常用硬度的变化来判定热影响区的性能变化，硬度高的区域，强度也高,塑性、韧性下降，测定热影响区的硬度分布可以间接来估计热影响区的强度，塑性和裂纹倾向影响硬度的因素。1)碳当量（CarbonEquivalent)国际焊接学会日本焊接学会近年来常用的公式2)冷却时间t8/5（冷却速度）与HAZ的关系(二)焊接热
7、影响区的脆化1)粗晶脆化产生原因:合金因素对于不易淬火钢,主要是晶粒长大,形成粗大魏氏组织(W),易淬火钢,产生脆硬的孪晶M.使得接头出现脆化。组织脆化1.M-A组元脆化2.析出相脆化3）HAZ的热应变时效脆化静应变时效脆化动应变时效脆化（三）调质钢焊接HAZ的软化2、热处理强化合金焊接HAZ的软化计划实施：焊接接头的显微组织观察讨论评价：焊接接头的显微组织与接头性能的关系焊接接头的显微组织分析包括焊缝和热影响区组织分析。1、焊缝的显微组织分析包括焊缝铸态一次结晶组织和二次固态相变组织分析。2、
8、热影响区显微组织分析焊接接头的热影响区组织情况十分复杂，尤其是靠近焊缝的熔合区和过热区常存在一些粗大组织，使接头的冲击吸收功和塑性大大降低，同时也常是产生脆性破坏裂纹的发源地。接头热影响区的性能有时决定了整个接头的质量和寿命，所以热影响区的显微组织分析应特别注意这两个区域。20钢焊接接头全貌组织特点：组织一样，但组织形态和大小不同20钢焊接接头组织20钢焊接接头组织焊接接头缺陷检验王艳芳(1)焊缝表面缺陷常见焊接缺陷的成因及其防止方法成因：金属补充不及时危害：强度减弱、应力集中防止：电流适中，运
