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焊缝接头组织专业培训资料 重点内容1)热处理！2)焊缝热影响区的划分！3)焊接热循环的主要参数及意义！4)快速加热,快速冷却对金属组织转变的影响！5)焊缝组织与铁碳相图！★焊缝金属达到纯铁的熔点1538℃，冷却时间不同，材料转变的性能也不同，要了解焊缝热循环过程的转变特性，必须了解以下几种最典型的热处理： ★正火：加热到稍高于Ac3（912℃）线以上，保温适当时间后在空气中冷却。 这种热处理一般得到均匀的，细晶粒的珠光体组织，但是要注意控制保温时间，以防过热。 ★消除应力退火：加热到Ac1（727℃）温度以下，加热后缓慢冷却，在其他性能不变的情况下内应力减小，但是不可能完全消除内应力。通过材料的塑性变形消除应力，应力要达到材料的屈服极限，非合金钢最适合的退火温度是450~600℃，保温1~2h.★粗晶粒退火：加热到大大高于Ac3温度，大约在950~1110℃，保温1~4h,根据需要冷却，目的是得到粗大晶粒。由于在高温下保温时间长，奥氏体晶粒长大，冷却后形成粗大的铁素体~珠光体。这种材料硬度及韧性低，但是切削时粘性小，利于加工。 ★谇火（一）：加热到相变温度以上，使钢奥氏体化，保温一定时间，然后快速冷却，形成马氏体硬化。有两种方式：1、正常谇火---主要用于c在0.25~0.6%的中碳钢。2、表面谇火---主要用于c在0.1~0.3%的低碳钢,使表面渗碳，然后谇火。★谇火（二）：由于热加工过热造成的谇火是在紧跟着热加工之后，材料没有低于A1(727℃)的冷却过渡时间而造成的谇火。谇火按所用的冷却介质，分水谇、油谇、空气谇火，一个工艺可以用几种谇火介质，为了获得完全马氏体，谇火速度必须高于材料的临界冷却速度。 ★谇火（二）：由于热加工过热造成的谇火是在紧跟着热加工之后，材料没有低于A1(727℃)的冷却过渡时间而造成的谇火。谇火按所用的冷却介质，分水谇、油谇、空气谇火，一个工艺可以用几种谇火介质，为了获得完全马氏体，谇火速度必须高于材料的临界冷却速度。 ★谇火的三个条件：①c＞0.22%②材料必须加热到奥氏体化③冷却速度必须大于临界冷却速度★调质（谇火+回火）：谇火后回火称调质处理，按谇火介质，调质可分水谇调质、油谇调质和空气谇火调质。材料加热到RT与Ac1之间温度，保温后冷却，通过回火，屈服强度有所降低，延伸率和缩颈增加，回火温度的选择要达到具有较高硬度的同时获得合适的韧性，提高综合机械性能。知道了热处理的过程，我们对焊缝接头进行划分！★根据铁碳相图与焊缝接头的对比，了解含碳0.22%焊缝接头温度分布和组织：★由于加热和冷却，在焊接接头中产生组织变化。焊缝中和热影响区中的组织形成，取决于温度的高低，冷却速度以及化学成份。区域A: 熔池（焊道） 熔池温度超过液相线的区域（1600 ℃ ），焊接时完全熔化的区域，熔池的化学成份不能简单地被事先确定。它是由熔化的母材、熔化的填充材料，以及由于焊接所产生的热源，使元素烧损或掺入所产生冷却时，熔池凝固成铸造组织。 ★区域B：熔合线熔合线出现在温度处于液相线和固相线之间的区域内，在这个区域内即存在晶体，又存在熔融金属。除了晶体，熔融金属部分具有足够的合金元素、伴生元素和气体。然而，浓度差别不是通过扩散均衡的，因为加热和冷却太快了，冷却时可以通过收缩过程将熔融的液体金属区域撕裂，致使形成热裂纹。如果由于钢的化学成分浓度在熔融区很大，例如高的硫含量所造成，就特别容易引起热裂纹。★区域C：过热组织过热区是指加热温度远远超过A3线（912 ℃ ） 区域，与母材相对比，在过热区大都产生具有硬度较大的，变形能力较小的粗晶区组织。★区域D:正火组织这个区域是指只是短时间加热超过A3线的区域。这个区域带来一个受过正火处理的，均匀的组织转变，该组织转变导致形成细晶粒组织。该区域比未受过热处理影响的母材往往具有更好的机械性能。★区域E：部分组织转变区该区域温度低于A3线，但是高于723 ℃，在此温度范围内珠光体部分转变成奥氏体，而后在转变成珠光体。★区域F：母材组织该区域温度不超过723 ℃，因此，组织和材料性能一般不发生变化。当温度在500~700 ℃之间时，冷作变形的组织在晶粒尺寸大小方面获得了改变。此过程称在结晶。在经过5~15%冷作变形后，形成了韧性很小的粗晶粒组织。在焊接冷作变形的钢材时应该注意这个问题。由于焊接热的影响，冷作变形区会变成粗晶区，致使存在脆断的危险。因此，在标准和技术规程中规定了冷作变形钢的焊接条件。当温度在200~400℃时，称兰色回火温度，会出现“人工时效”现象。这是由于钢中存在冷作变形组织及氮含量，使韧性急剧降低。快速加热 快速冷却 对金属组织转变的影响当接头快速冷却时，可以达到或超过“临界冷却速度”而造成高的硬度，此高硬度的程度与钢的化学成分和接头形式有关，此时的组