如何理解焊接熱影響區(qū)的組織分布圖?

發(fā)布時(shí)間: 2019-10-22作者：baile100瀏覽量：

答:焊接熱影響區(qū)組織分布圖見圖1-29。它按不易火鋼與易淬火鋼兩類顯示在分布圖上。

圖1-29焊接熱影響區(qū)的分布圖
1—熔合區(qū)；2一過熱區(qū)；3一正火區(qū)；4—不完全重結(jié)品區(qū)；
5—母材；6—完全淬火區(qū)；7一不完全淬火區(qū)；8一回火區(qū)

(1)不易淬火鋼的組織分布不易淬火鋼是指在焊后空冷條件下不易形成馬氏體的鋼種，如低碳鋼、16Mn、15MnV和15MnT等。對這類鋼種按圖1-29可劃分為四個(gè)特征區(qū)域。
1)熔合區(qū)。熔合區(qū)為緊靠焊縫的母材部位，加熱溫度在液相線和固相線之間，所以又叫半熔化區(qū)。該區(qū)范圍很窄，但由于該區(qū)在化學(xué)成分和組織性能上存在較大的不均勻性，所以對接頭的強(qiáng)度和塑性具有很大的影響，在許多情況下熔合區(qū)是產(chǎn)生裂紋和脆性破壞的發(fā)源地。

2)過熱區(qū)。加熱溫度在固相線以下到晶粒開始急劇長大的溫度(約在1100℃)范圍內(nèi)的區(qū)域叫過熱區(qū)。由于加熱溫度高，冷卻后會(huì)得到粗大的過熱組織，所以又稱粗品區(qū)，與熔合區(qū)一樣，該區(qū)也容易產(chǎn)生脆化和裂紋，是接頭的薄弱環(huán)節(jié)。
3)相變重結(jié)品區(qū)(正火區(qū))。該區(qū)加熱溫度在A以上到晶粒開始急劇長大的范圍內(nèi)。一般溫度低于1100℃時(shí)，奧氏體晶粒未顯著長大，因此在空氣中冷卻后會(huì)得到均勻而細(xì)小的鐵素體和珠光體，相當(dāng)于熱處理時(shí)的正火組織，所以又叫正火區(qū)。該區(qū)綜合力學(xué)性能一般比母材好，是熱影響區(qū)中組織性能最好的區(qū)域。
4)不完全重結(jié)晶區(qū)。該區(qū)的加熱溫度處于A至A3之間，因此在加熱過程中，原來的珠光體全部轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)小的奧氏體，而鐵素體僅部分熔入奧氏體，剩余部分繼續(xù)長大，成為粗大的鐵素體；冷卻時(shí)，奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)小的鐵素體和珠光體粗大的鐵素體仍保留下來。所以該區(qū)的特點(diǎn)是組織不均勻，晶粒大小不一，導(dǎo)致力學(xué)性能不均勻以上四個(gè)區(qū)域是低碳鋼、低合金鋼焊接熱影響區(qū)的主要組織特征。但若母材焊前經(jīng)過冷加工變形，則在加熱溫度處于Aa-450℃的范圍內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生再結(jié)品過程，可使加工硬化消失，強(qiáng)度下降，塑性、韌性提高。對于低碳鋼，按熱影響區(qū)各點(diǎn)經(jīng)歷的熱循環(huán)，鐵一滲碳各區(qū)段的劃分如圖1-30中鐵一滲碳體相圖所示。各區(qū)的組織特征及性能特點(diǎn)見表1-12。
由表1-12可看出，在低碳鋼的熱影響區(qū)中，除過熱區(qū)會(huì) 產(chǎn)生韌性較差的粗大魏氏組織以外，其他各區(qū)段主要為鐵素體和珠光體組織，只是品粒大小及均勻度不同。

對于不易淬火的低合金鋼(如16Mn等),各區(qū)段的組織與低碳鋼基本相似，只是由于加了少量的合金元素，淬硬傾向比低碳鋼大，除鐵素體和珠光體外，還可能出現(xiàn)少量的貝氏體與馬氏體組織。若在快速冷卻條件下(如厚板的焊條電弧焊)更易出現(xiàn)馬氏體組織。
熱影響區(qū)的寬度受多種因素的影響，如焊接方法、板厚(包括坡口形式)、熱輸入及焊接工藝等。用不同焊接方法焊接低碳鋼時(shí)熱影響區(qū)各區(qū)平均尺寸見表1-13

(2)易淬火鋼的組織分布易淬火鋼是指在焊接空冷條件下容易淬火形成馬氏體的鋼種，如低碳調(diào)質(zhì)鋼(18 MnMoNb)、中碳鋼(45鋼)和中碳調(diào)質(zhì)高強(qiáng)度鋼(30 CrMnSi)等。這類鋼焊接熱影響區(qū)的組織分布與母材焊前的熱處理狀態(tài)(即供貨狀態(tài))有關(guān)。
若母材焊前是正火或退火狀態(tài)，則熱影響區(qū)的組織分布可分為：
1)完全淬火區(qū)。該區(qū)的加熱溫度處于固相線到A之間。由于這類鋼淬硬傾向大，因此冷卻時(shí)將淬火形成粗大的馬氏體。根據(jù)冷卻速度的不同，該區(qū)內(nèi)還可能出現(xiàn)馬氏體與貝氏體的混合組織。
2)不完全淬火區(qū)。該區(qū)加熱溫度在A3~Aa之間，相當(dāng)于不完全重結(jié)晶區(qū)。冷卻時(shí)奧氏體會(huì)轉(zhuǎn)變成馬氏體，粗大的鐵素體依然保留下來，從而形成馬氏體與鐵素體的混合組織，故叫不完全淬火區(qū)。若母材碳含量和含合金元素較少，或冷卻速度較慢時(shí)，也可能出現(xiàn)貝氏體、索氏體或珠光體。
若母材焊前為調(diào)質(zhì)狀態(tài)，除上述兩個(gè)區(qū)域外，還存在一個(gè)回火軟化區(qū)。

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