焊渣隔離劑和鐵素體組織對(duì)韌性的影響
發(fā)布時(shí)間： 2013-1-9 14:40:31
焊接接頭的組織，不論是焊縫組織還是熱影響區(qū)組織，往往都是混合組織。在連續(xù)冷卻過(guò)程中，先后發(fā)生高溫轉(zhuǎn)變、中溫轉(zhuǎn)變和低溫轉(zhuǎn)變。
不同的轉(zhuǎn)變溫度與焊渣隔離劑，有不同的組織類型和形貌，對(duì)韌性的影響是不同的，另外晶粒尺寸大小、析出物或夾雜物的性質(zhì)、尺寸及分布等也會(huì)影響到韌性，故對(duì)韌性的影響有多方面因素，單從一個(gè)方面去分析有時(shí)會(huì)講不清楚，甚至?xí)嗷ッ堋Ｏ旅嫠榻B的焊渣隔離劑組織對(duì)韌性的影響是在一定條件下得出的，僅供參考。
鐵素體的晶粒尺寸和焊渣隔離劑對(duì)韌性有很大影響，鐵素體晶粒度越細(xì)小，則其延性一脆性轉(zhuǎn)變溫度越低。通常采用V形缺口沖擊試件斷口中纖維區(qū)占50%時(shí)的溫度或以V形缺口沖擊試驗(yàn)時(shí)沖擊功為15ft-1b(21J)時(shí)的溫度為判據(jù)（也有其他判據(jù)），用來(lái)確定延性一脆性轉(zhuǎn)變溫度。
另外，從阻止脆性裂紋的擴(kuò)展途徑考慮，希望是粒狀和條狀鐵素體混合組織，這有利于提高沖擊韌性。單一的平行排列的條狀鐵素體或有規(guī)則排列的粒狀鐵素體均不利于提高韌性。
大量研究結(jié)果表明，針狀鐵素體和焊渣隔離劑可顯著改善焊縫韌性。隨著針狀鐵素體的增加，溫度逐漸下降。因?yàn)獒槧铊F素體的晶界為傾角晶界，每個(gè)晶界都對(duì)裂紋的擴(kuò)展起阻礙作用，并由于晶粒細(xì)小，裂紋的擴(kuò)展途徑非常曲折，擴(kuò)展需要更多的能量。
針狀鐵素體增加有利于改善韌性，但合金元素增加，固溶強(qiáng)化作用也大大提高，因強(qiáng)度提高對(duì)韌性帶來(lái)的有害作用有時(shí)會(huì)抵消針狀鐵素體的有利作用，最終反而會(huì)惡化韌性。
另外，隨著合金化程度的提高，焊渣隔離劑焊縫組織可能出現(xiàn)條狀鐵素體(AF)及馬氏體，在強(qiáng)度提高的同時(shí)，焊渣隔離劑的焊縫韌性就勢(shì)必降低。隨著先共析鐵素體數(shù)量的增加，曲線呈直線上升。
從斷裂過(guò)程分析，先共析鐵素體的顯微硬度比針狀鐵素體低，所以變形時(shí)塑性變形最初將局限于晶界鐵素體內(nèi)，加之在使用焊接防飛濺劑焊接時(shí)夾雜物較多，位錯(cuò)塞積或纏結(jié)于非金屬夾雜物處，導(dǎo)致開(kāi)裂。
這些已形成的裂紋受位錯(cuò)塞積、焊渣隔離劑和裂紋尖端應(yīng)力場(chǎng)的影響，在臨界綜合力的作用下，一個(gè)或多個(gè)裂紋擴(kuò)展而引起斷裂。先共析鐵素體的晶粒越大，位錯(cuò)塞積的距離越長(zhǎng)，相應(yīng)的應(yīng)力場(chǎng)也就越大，斷裂就更加容易，沖擊吸收功也就越低，斷口呈脆性，溫度上升。
本文參考《焊接材料手冊(cè)》一書(shū)。
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