焊接对钢组织的影响 介绍

　　在焊接过程中，熔化金属的温度在2500℃到3000℃之间，焊缝可以被看作是铸钢区。由于近缝区温度比较低，从而使焊缝到母材有一个陡的温度梯度，因此在焊缝附近可能存在各种晶体组织，并且当冷却速度改变时，这些组织也可能发生很大的变化。

　　从熔池到冷的母材的典型横截面可以显示出下面的区域

　　母材和填充金属混合形成的熔池（温度在熔点1500℃以上）。

　　体心立方晶格的δ铁素体和奥氏体（面心立方晶格的γ铁）的混合区

　　在上临界点即900～1400℃以上的奥氏体区

　　奥氏体和铁素体（体心立方晶格的α铁）区，铁素体在上、下临界温度之间析出

　　铁素体和珠光体母材

　　此外，氧、甚至氮，很可能会溶于焊缝中。我们已经了解，当晶界发生氧化时，金属的冲击强度和疲劳强度将大大降低，因此已经吸收氧的焊缝将会出现这些现象。Fe4N的形成也使焊缝变脆，在高倍显微镜下，氮化物通常是以细针状的形式存在。焊缝必须尽可能防止这些缺陷。
很明显的，焊丝或焊条的成分与母材成分相比也是很重要的，因为这将很自然地改变焊缝或近缝区的钢的性能。如果母材质量小，冷却速度很快，那么焊缝将会是牢固的，但却是脆的，这在含碳量高的情况下更是如此。然而，如果冷却缓慢，就会形成索氏体或铁素体和珠光体组织，它们强度低，硬度小，但同时塑性和冲击强度会大大提高。

　　因此，要焊接一个给定的接头，就需要仔细考虑焊缝所要求的各项性能如韧性、塑性、冲击强度和耐磨性等。

　　当这些性能被确定后，就应该考虑焊接方法、冷却速度以及选择合适的焊丝了。

　　在焊接合金钢时，这些考虑是非常重要的，因为只有很认真地选择合适的焊丝，才能使焊缝得到所需要的性能。在某些情况下，为了消除内应力及改善晶体组织，焊后热处理是可取的，这类热处理对高强度钢和铬钢是必不可少的。

　　焊接过程中，直接处于火焰或电弧作用下的焊缝处于熔化状态，刚刚焊完的部分正从这种状态下冷却下来，而待焊的部分温度则比较低。因此，这是一个小的铸钢过程，即在很短的时间里发生熔化和熔铸过程，所以焊后的焊缝金属是“铸态”钢。

　　因此，我们希望获得大部分我们已经考虑的各种组织（如马氏体、贝氏体、索氏体等），而对焊工最重要的是哪些组织能在冷却时保留下来。显然，保留下来的组织将决定焊缝最终的强度、硬度、塑性和抗冲击性。

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