焊渣隔離劑和鐵素體組織對韌性的影響
發(fā)布時間： 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)、尺寸及分布等也會影響到韌性，故對韌性的影響有多方面因素，單從一個方面去分析有時會講不清楚，甚至?xí)嗷ッ?。下面所介紹的焊渣隔離劑組織對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韌性有很大影響，鐵素體晶粒度越細小，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%時的溫度或以V形缺口沖擊試驗時沖擊功為15ft-1b(21J)時的溫度為判據(jù)（也有其他判據(jù)），用來確定延性一脆性轉(zhuǎn)變溫度。
另外，從阻止脆性裂紋的擴展途徑考慮，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。因為針狀鐵素體的晶界為傾角晶界，每個晶界都對裂紋的擴展起阻礙作用，并由于晶粒細小，裂紋的擴展途徑非常曲折，擴展需要更多的能量。
針狀鐵素體增加有利于改善韌性，但合金元素增加，固溶強化作用也大大提高，因強度提高對韌性帶來的有害作用有時會抵消針狀鐵素體的有利作用，最終反而會惡化韌性。
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，在強度提高的同時，焊渣隔離劑的焊縫韌性就勢必降低。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夾雜物較多，位錯塞積或纏結(jié)于非金屬夾雜物處，導(dǎo)致開裂。
這些已形成的裂紋受位錯塞積、焊渣隔離劑和裂紋尖端應(yīng)力場的影響，在臨界綜合力的作用下，一個或多個裂紋擴展而引起斷裂。先共析鐵素體的晶粒越大，位錯塞積的距離越長，相應(yīng)的應(yīng)力場也就越大，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》一書。
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