焊缝中的固态相变1.ppt

6-1 （二）;12mm低碳钢V型坡口横对接打底层焊接;1. 焊缝金属的固态相变过程;;Wc(%);●转变组织类型：A→F+P 低碳钢焊缝(如E4303焊条焊接Q225钢的焊缝)，由于碳含量较低，主要采用锰、硅固溶强化。 F通常沿原奥氏体边界析出，焊缝中铁素体组织晶粒较粗大，呈柱状晶，有时甚至具有魏氏组织(W)形态。 ●W的特征： (1) F在A晶界呈网状析出； （2）在A内部沿一定的方向析出，形成长短不同的针状或片条状 （3）直接插入珠光体晶粒内。 ●影响因素： (1)冷却速度越大，焊缝P越多，组织细化、硬度升高； (2)焊缝过热度越大，促进魏氏组织的形成； (3)多层焊或热处理的焊缝，其组织为细小的铁素体和少量的珠光体，并使焊缝的柱状晶遭到破坏。;低碳钢焊缝冷却速度对组织的影响;低碳钢焊缝的固态相变组织 低碳钢焊缝组织：F＋少量P 过热时产生W。 改善组织条件：;热处理对组织和性能的影响 在900℃以上短时间加热，可使柱状组织消失。 　低碳钢单层焊缝受不同温度的再加热时，使柱状晶的细化程度不同，因而具有不同的冲击韧性。900℃附近的再加热效果最好，超过1100℃时则发生晶粒粗化，而在500－600℃加热时，由于焊缝金属中的碳、氮元素发生时效而使冲击韧度下降。; 与低碳钢焊缝金属组织比较： (1)合金元素多 除碳、锰、硅固溶强化外，还采取其他合金元素； 强化方式 通过固溶强化、细晶强化、沉淀硬化； 出现不同的组织：铁素体、珠光体、贝氏体、马氏体相变。 (2)低合金钢焊缝中某些相变在一定条件下将被抑制（如珠光体）。 (3)低合金钢焊缝中的F、P，与低碳钢焊缝中的F、P虽然在组织结构上相同，但形态上有很大的差别，因此也会反映出不同的性能。;铁素体 珠光体 贝氏体 马氏体;(一)铁素体转变 低合金钢焊缝中铁素体大体分为四类： 1 先共析铁素体(简称PF) 焊缝冷却到 770－680℃，由A晶界首先析出，称粒界F (简称GBF)。高温停留时间较长，冷却的较慢，PF较多。PF呈细条状分布在A晶界，有时也呈块状。 2 侧板条铁素体(简称FSP) 形成温度700－550℃，从A晶界PF的侧面以板条状向晶内成长，从形态上如镐牙状。转???温度偏低，P受到抑制，扩大贝氏体的转变领域，故有人把这种组织称为无碳B。 3 针状铁素体(简称AF) 形成温度约500℃，是在原始A晶内以针状分布，常以某些质点(氧化物弥散夹杂)为核心放射性成长。 4 细晶铁素体(简称FGF) 在A晶粒内形成，一般都有细化晶粒的元素(如Ti、B等)存在，在细晶之间有P和碳化物(Fe3C)析出。FGF是介于铁素体与贝氏体之间的转变产物，故又称贝氏铁素体。 FGF转变温度低于500℃，如果在更低的温度转变时(约450℃)，可转变为上贝氏体(Bu)。;焊缝中F形态;(二)珠光体转变 1 珠光体形成条件：焊接条件是属非平衡的介稳状态，所以低合金钢焊缝的组织固态转变很少能得到P，除非在很缓慢的冷却条件下(预热、缓冷和后热等)，才有少量P组织存在。 焊接条件下，P转变将受到抑制，扩大了F和B转变的领域。 当焊缝中含有硼、钛等细化晶粒的元素，P转变可全部被抑制。 ;图3- 49 焊缝的珠光体(a)铁素体+珠光体400× b)屈氏体150× c)索氏体150×;(三)贝氏体转变 贝氏体(B)转变 (550℃～Ms)，碳能扩散，合金元素不能扩散。 按B形成的温度及持性，可分为上贝氏体(Bu)和下贝氏体(BL)。 Bu（550℃－450℃）在光镜下呈羽毛状，沿A晶界析出。电镜下为平行条状F间分布有渗碳体。 BL(450℃~Ms之间)，光学显微镜下与回火针状马氏体相似。电镜下可以看到许多针状铁素体和针状渗碳体机械混合，针与针之间呈一定的角度。 BL转变温度较低，碳扩散较困难，铁素体内分布有碳化物颗粒。 M-A组元：块状铁素体形成之后，待转变的富碳　A呈岛状分布，块状F中，这些高碳A→富碳M，和残余奥氏体。 粒状贝氏体：奥氏体被过冷到贝氏体转变温度区间的最上部转变而成的大块状或条状铁素体(其内有较高密度的位错)内分布着众多小岛的复相组织。 ;;M-A组元;上贝氏体;;(四)马氏体转变 1 板条马氏体(MD) 是A晶粒内形成细条状M板条，条与条之间有一定夹角。M板条内位错密度很高--位错型M--低碳M。低碳M具有较高的强度和良好的韧性。低碳低合金钢焊缝中M主要是低碳M。 2 片状M(MT) 当焊缝中含碳量较高(C0.4％)，将会出现片状M。初始形成的M较粗大，往往贯穿整个A晶粒，使以后形成的M片受到阻碍。片状M内部的亚结构孪晶--孪晶M。其含碳量较高，又称高碳M。硬度很高，而且很脆。 一般焊接时都尽可