热影响区的组织与性能.ppt

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1、焊接热影响区组织转变及性能热影响区的定义：焊接过程中，母材因受焊接热循环影响(但未熔化)而发生组织和力学性能变化的区域叫热影响区。热影响区的形成与组织、性能特点焊接过程中，在形成焊缝的同时，附近母材也经受了一次特殊热处理。热过程不同，热影响区形成的组织和性能也不同。热影响区的焊接热循环特点不同位置的最高加热温度不同加热温度高热处理：AC3以上100-200℃，如45号钢AC3：770℃；焊接近缝区：接近熔点，钢的熔点1350℃左右。加热速度快比热处理快几十倍甚至上百倍。高温停留时间短手工电弧焊：4-20S；埋弧焊：20-40S。自然条件下连续冷却焊

2、接热循环条件下加热时组织的转变特点组织转变向高温推移：随着加热速度提高，Ac1与Ac3均上升。钢材牌号相变温度/℃加热速度ωH/(℃/s)平衡状态6~840~50250~3001400~170045钢Ac1730770775790840Ac3770820835860950Ac3-Ac14050607011040CrAc1740735750770840Ac3780775800850940Ac3-Ac14040508010023MnAc1735750770785830Ac3830810850890940Ac3-Ac195608010511030CrMn

3、SiAc1740740775825920Ac3820790835890980Ac3-Ac1805060656018Cr2WVAc17108008609301000Ac381086093010201120Ac3-Ac1100607090120焊接热循环条件下加热时组织转变特点奥氏体均质化程度低焊接快速加热不利于元素扩散，使得已形成的奥氏体来不及均匀化。加热速度越高，高温停留的时间越短，不均匀的程度就越严重。焊接热循环条件下加热时组织转变特点影响冷却时的组织转变焊接热循环条件下冷却时的组织转变特点组织转变向低温推移马氏体转变临界冷速发生变化焊接条件下连

4、续组织转变与CCT图CCT图是连续冷却转变曲线的简称，可以比较方便的预测焊接热影响区的组织和性能。CCT图绘制时，将奥氏体化试件以各种冷却速度连续冷却到室温、测定冷却过程中过冷奥氏体转变的开始点(温度和时间)与终了点。把测到的数据描绘在温度—时间坐标平面上，最后将分别连结各个开始点与终了点．就得到CCT图。焊接条件下连续组织转变与CCT图焊接条件下CCT图的建立焊接CCT图具体测定方法有热模拟法和实测法。热模拟法是将一定尺寸的试件快速加热到焊接热循环的最高加热温度，然后以不同冷速冷却，记录冷却曲线及相变开始和终了点，并描绘在温度—时间坐标平面上。用

5、模拟绘制的热影响区CCT图，叫模拟HAZ连续冷却组织转变图(SHCCT图)。实测法是在实际接头上进行测量后绘制而成。CCT图的应用焊接热影响区的组织特征焊接热影响区上距焊缝远近不同的部位组织不同不同的钢材，焊接热影响区的组织也不同焊接热影响区的组成低碳钢低碳钢的焊接热影响区特点过热区相变重结晶区不完全重结晶区再结晶区焊接热影响区组织（低碳钢）过热区温度：1100-1490℃现象：加热温度高，在固相线附近，一些难熔质点如碳化物和氮化物等溶入奥氏体，奥氏体晶粒粗大。组织：粗大的奥氏体在冷却过程中易形成过热组织—魏氏组织性能：韧性很低措施：严重时采用焊后

6、正火处理（如电渣焊）热影响区组织（低碳钢）重结晶区（正火区）温度：850-1100℃（Ac3以上）现象：加热时发生重结晶相变（P+F转变成A，冷却时A转变成P+F）使晶粒得到显著细化。组织：相当于低碳钢正火处理后的组织。性能：较好的综合性能热影响区组织（低碳钢）不完全重结晶区（不完全正火区）温度：700-850℃现象：加热温度Ac1到Ac3之间，只有部分金属发生重结晶相变组织：原始的铁素体晶粒（粗大）和细晶粒的混合区性能：性能较差热影响区组织（低碳钢）再结晶区温度：500℃-700℃现象：加热温度500℃到Ac1之间，金属的内部结构不发生变化，只有

7、晶粒外形的变化组织：等轴铁素体晶粒性能：强度、硬度低于母材，塑性和韧性提高。再结晶区为接头的软化区。热影响区组织（低碳钢）Q235A钢焊接热影响区的组织特点热影响区组织（淬硬性较大钢）完全淬火区不完全淬火区回火区。不同类型钢材焊接热影响区的组织分布热影响区组织（淬硬性较大钢）完全淬火区温度处于AC3以上区域，焊后得到淬火组织(它包括不易淬火钢的过热区和正火区两部分)粗大马氏体细小马氏体+少量粒状贝氏体热影响区组织（淬硬性较大钢）不完全淬火区母材被加热到AC1－AC3之间。在快速加热条件下铁素体很少熔入奥氏体，而珠光体、贝氏体等转变成奥氏体，在随后的

8、冷却时奥氏体转变成马氏体铁素体+马氏体+粒状贝氏体+少量碳化物热影响区组织（淬硬性较大钢）当母材焊前为调质状态，且焊接热循