图3上半部为焊缝组织:珠光体和铁素体,先共析铁素体沿柱状晶晶界析出 。图的下半部为母材热影响区的半熔化区和过热区的组织;白亮的淬火马氏体、黑色针状下贝氏体和托氏体 。焊缝与母材结合情况良好 。
焊缝金属凝固时,首先是在与母材连接的熔池边缘开始结晶,由于母材温度低,导热性好,温度梯度大,而结晶速度很小,所以近母材熔池的结晶是在母材晶粒上直接结晶长大的 。但这时母材边缘受焊接热循环的影响,已被迅速加热到高温,出现过热状态,使晶粒十分粗大,焊缝从这些粗大晶粒连续长大的焊缝新结晶也十分粗大 。此外,焊接时焊缝的温度很高,也是柱状晶容易粗大的原因 。母材半熔化区一般都很小,金相法较难清晰分辨,而过热区较宽,晶粒十分粗大,冷却相变后马氏体针叶也十分粗大 。
一般来说,焊条含碳量比母材低,出现铁素体的比例高,铁素体的膨胀系数小,结晶收缩的应变应力小,同时铁素体塑性好,容易变形,可以减少应力集中,从而可防止焊接裂缝的产生 。低碳钢的奥氏体空冷后,容易分解成珠光体和铁素体,而母材45钢,属于中碳钢,有一定淬透性,焊后空冷,重结晶区的奥氏体容易转变成马氏体 。
图4为热影响区的正常重结晶区的组织,为白亮的淬火马氏体、黑色的针状下贝氏体、黑色的托氏体、黑色块状的细珠光体和少量沿晶分布白色的铁素体的混合组织 。正常重结晶区(或正常正火区)的受热温度在AC3以上至晶粒的明显长大的温度区间,在此温度区间奥氏体晶粒比较细小,其转变后的马氏体针叶长度比较短,距过热区越近,奥氏体化温度越高,化学成分越均匀,奥氏体越稳定,空冷后越容易得到马氏体组织 。相反,离不完全正火区越近,温度越低,化学成分越不均匀,奥氏体越不稳定,越容易分解出非马氏体组织,而形成上述的混合组织 。
图5:母材不完全重结晶区,其组织为黑色的细片状珠光体和白色的铁素体,部分铁素体呈细小的针状析出,而形成魏氏组织 。
此区域焊接时母材受热温度处于AC1~AC3之间,由于受热温度比较低,没有完全奥氏体化,有一部分铁素体没有转变而保留原材料的带状组织状态 。已奥氏体化部分,由于温度低,奥氏体晶粒十分细小,且不稳定,容易分解成更加细小的珠光体和铁素体,由于冷却速度很快,部分铁素体呈细的针状析出,形成魏氏组织状态 。
图6:母材原始组织,珠光体和铁素体,呈轧制的带状分布状态 。图中铁素体中间的灰色长条状夹杂物为硫化物,轧制时塑性夹杂物沿轧制方向变形成长条状,而夹杂物可以成为铁素体析出长大的外来非自发成核核心,所以在轧制材料中经常可以看到铁素体中心有长条状分布的硫化物 。
45钢属中碳钢,其可焊性比低碳钢差很多,所以焊接时一般需要焊前预热和焊后除应力处理,本例由于没有焊前预热和焊后除应力处理,在热影响区中容易出现马氏体组织,马氏体硬度高、脆性大,容易引起应变产生的应力集中,而不能产生变形以吸收应变能量,从而诱发冷裂缝的产生,同时也是使用中疲劳裂缝容易产生的地方 。特别是过热区的粗大马氏体更是焊缝的薄弱区域 。
推荐阅读
- 茶具托盘什么材质的好?是竹制的还是木制的
- 福州方言歌曲 福州派恰都经常放哪些歌曲?
- 砂锅不能放在什么材质上
- 不锈钢筷子笼怎么清洗 筷子笼怎么清洗方便
- 请问202不锈钢22;22. 0.4方管价格
- 乙级防火门什么材质「丙级防火门的材质」
- 3dmax黑色窗框材质参数 3dmax黑色铁材质马咋做
- 今日钢材价格最新价格查询 怎么查每日钢材价格
- 碳钢烘焙模具 烘焙模具
- 什么材质的布艺沙发质量好 什么牌的布艺沙发质量好