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《金相檢驗(yàn) 教學(xué)課件 作者 張博 9焊接件的金相檢驗(yàn).ppt》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、焊接接頭顯微組織分析王艷芳布置任務(wù)：焊接接頭顯微組織分析金相檢驗(yàn)精品課程必備知識(shí)：焊接定義、焊接方法分類、焊接特點(diǎn)。一、焊接熱循環(huán)的特點(diǎn)1、加熱溫度高:熱處理：Ac3以上100～200℃近縫區(qū)1350℃以上至Tm2、加熱速度快:幾秒內(nèi)完成熔化與凝固以及熱影響區(qū)相變3、高溫停留時(shí)間短:SMAW:20秒,SAW:30-100秒。4、自然冷卻，冷卻速度快:熱處理可根據(jù)要求控制冷卻速度或在冷卻過程中不同階段進(jìn)行保溫,焊接時(shí),局部加熱、熔池的體積小、自然條件下冷卻,冷卻速度快，平均冷卻速度約為l0～100
2、℃／s。5、動(dòng)態(tài)結(jié)晶：熔池一般均隨熱源的移動(dòng)而移動(dòng)，同時(shí)焊條的擺動(dòng)，電弧的吹力，還會(huì)使熔池發(fā)生強(qiáng)烈的攪拌作用?？梢?，是在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下結(jié)晶的，因此焊縫凝固時(shí)各處的最大溫度梯度的方向不斷地變化，晶體長(zhǎng)大的方向也隨之而改變。相比熱處理工藝的三要素，焊接過程特點(diǎn)：1.加熱溫度高2.冷卻速度快3.高溫停留時(shí)間無法控制故：熔池凝固結(jié)晶過程遠(yuǎn)離平衡態(tài)；焊接接頭組織為非平衡組織。二、焊接接頭的組成A：焊縫區(qū)B:熔合區(qū)C:熱影響區(qū)D：母材1.焊縫結(jié)晶形態(tài)：聯(lián)生結(jié)晶結(jié)晶過程：熔合區(qū)半熔化晶粒提供了現(xiàn)成的結(jié)晶表面；液相
3、依附熔合區(qū)半熔化晶粒開始垂直底部向中心生長(zhǎng)，粗大的柱狀晶。焊縫組織是從液態(tài)結(jié)晶的鑄態(tài)組織,存在著各種鑄造缺陷：區(qū)域偏析：焊縫成形系數(shù)有關(guān)。成形系數(shù)小，形成中心線偏析，對(duì)接頭性能不利。2.熱影響區(qū)heat-affectzoneHAZ屬于母材金屬的一部分；受焊接熱循環(huán)的影響，組織或性能發(fā)生變化的區(qū)域?yàn)楹附訜嵊绊憛^(qū)(以下以20鋼為例）過熱區(qū)OverheatedZone（粗晶區(qū)）溫度：Ts～Tks(1100～1490℃)組織：金屬處于過熱狀態(tài)，A晶粒急劇長(zhǎng)大，晶粒度均在3級(jí)以上。對(duì)于低碳鋼，由于含碳量低
4、，一般，F(xiàn)沿原A柱狀晶晶界析出，當(dāng)高溫停留時(shí)間長(zhǎng)、冷速快時(shí)，F(xiàn)從A內(nèi)部沿一定方向析出，以長(zhǎng)短不一的針狀或片狀插入P中。形成過熱區(qū)粗大的針狀F（魏氏組織）。性能：為熱影響區(qū)中機(jī)械性能最差的部位。區(qū)域大?。号c焊接方法、母材厚度、E有關(guān)。正火區(qū)NormalizedZone（細(xì)晶區(qū)、相變重結(jié)晶區(qū)）溫度：Ac3～Tks(900～1100℃)組織特征：當(dāng)T大于Ac3，發(fā)生重結(jié)晶，即F和P全部溶入A，空冷后得到細(xì)小的F和P,相當(dāng)于正火處理。性能：組織比母材細(xì)小,機(jī)械性能較好。問題：如此好的性能有沒有用？部分相
5、變區(qū)PartialPhase-changeZone（不完全重結(jié)晶區(qū)）溫度：Ac1～Ac3之間，20鋼的Ac1～Ac3為750～900℃組織：只有一部分組織發(fā)生了重結(jié)晶，得到細(xì)小的F和P。冷卻后的組織為：未發(fā)生轉(zhuǎn)變的F+經(jīng)部分相變后的細(xì)小P和F。性能：晶粒大小不一，組織不均勻,性能較差。易淬火鋼：由于焊后冷卻快,會(huì)產(chǎn)生淬硬組織.它的熱影響區(qū)分為淬火區(qū)和部分淬火區(qū).3.熔合區(qū)bond焊縫與熱影響區(qū)的過渡區(qū)，位于熔合線兩側(cè)，也叫半熔化區(qū)。溫度處于固相線和液相線之間；金屬處于局部熔化狀態(tài)，晶粒十分粗大，
6、化學(xué)成份和組織極不均勻,粗大的過熱組織和粗大的淬硬組織.是焊接接頭中性能最差的區(qū)域。此區(qū)域很窄，顯微鏡下難區(qū)分。但危害大，常是裂縫、局部脆性破壞的發(fā)源地。(一)HAZ的硬化硬度：為了方便起見,常常用硬度的變化來判定熱影響區(qū)的性能變化，硬度高的區(qū)域，強(qiáng)度也高,塑性、韌性下降，測(cè)定熱影響區(qū)的硬度分布可以間接來估計(jì)熱影響區(qū)的強(qiáng)度，塑性和裂紋傾向影響硬度的因素。1)碳當(dāng)量（CarbonEquivalent)國(guó)際焊接學(xué)會(huì)日本焊接學(xué)會(huì)近年來常用的公式2)冷卻時(shí)間t8/5（冷卻速度）與HAZ的關(guān)系(二)焊接熱
7、影響區(qū)的脆化1)粗晶脆化產(chǎn)生原因:合金因素對(duì)于不易淬火鋼,主要是晶粒長(zhǎng)大,形成粗大魏氏組織(W),易淬火鋼,產(chǎn)生脆硬的孿晶M.使得接頭出現(xiàn)脆化。組織脆化1.M-A組元脆化2.析出相脆化3）HAZ的熱應(yīng)變時(shí)效脆化靜應(yīng)變時(shí)效脆化動(dòng)應(yīng)變時(shí)效脆化（三）調(diào)質(zhì)鋼焊接HAZ的軟化2、熱處理強(qiáng)化合金焊接HAZ的軟化計(jì)劃實(shí)施：焊接接頭的顯微組織觀察討論評(píng)價(jià)：焊接接頭的顯微組織與接頭性能的關(guān)系焊接接頭的顯微組織分析包括焊縫和熱影響區(qū)組織分析。1、焊縫的顯微組織分析包括焊縫鑄態(tài)一次結(jié)晶組織和二次固態(tài)相變組織分析。2、
8、熱影響區(qū)顯微組織分析焊接接頭的熱影響區(qū)組織情況十分復(fù)雜，尤其是靠近焊縫的熔合區(qū)和過熱區(qū)常存在一些粗大組織，使接頭的沖擊吸收功和塑性大大降低，同時(shí)也常是產(chǎn)生脆性破壞裂紋的發(fā)源地。接頭熱影響區(qū)的性能有時(shí)決定了整個(gè)接頭的質(zhì)量和壽命，所以熱影響區(qū)的顯微組織分析應(yīng)特別注意這兩個(gè)區(qū)域。20鋼焊接接頭全貌組織特點(diǎn)：組織一樣，但組織形態(tài)和大小不同20鋼焊接接頭組織20鋼焊接接頭組織焊接接頭缺陷檢驗(yàn)王艷芳(1)焊縫表面缺陷常見焊接缺陷的成因及其防止方法成因：金屬補(bǔ)充不及時(shí)危害：強(qiáng)度減弱、應(yīng)力集中防止：電流適中，運(yùn)
