焊渣隔离剂和铁素体组织对韧性的影响
发布时间： 2013-1-9 14:40:31
焊接接头的组织，不论是焊缝组织还是热影响区组织，往往都是混合组织。在连续冷却过程中，先后发生高温转变、中温转变和低温转变。
不同的转变温度与焊渣隔离剂，有不同的组织类型和形貌，对韧性的影响是不同的，另外晶粒尺寸大小、析出物或夹杂物的性质、尺寸及分布等也会影响到韧性，故对韧性的影响有多方面因素，单从一个方面去分析有时会讲不清楚，甚至会相互矛盾。下面所介绍的焊渣隔离剂组织对韧性的影响是在一定条件下得出的，仅供参考。
铁素体的晶粒尺寸和焊渣隔离剂对韧性有很大影响，铁素体晶粒度越细小，则其延性一脆性转变温度越低。通常采用V形缺口冲击试件断口中纤维区占50%时的温度或以V形缺口冲击试验时冲击功为15ft-1b(21J)时的温度为判据（也有其他判据），用来确定延性一脆性转变温度。
另外，从阻止脆性裂纹的扩展途径考虑，希望是粒状和条状铁素体混合组织，这有利于提高冲击韧性。单一的平行排列的条状铁素体或有规则排列的粒状铁素体均不利于提高韧性。
大量研究结果表明，针状铁素体和焊渣隔离剂可显著改善焊缝韧性。随着针状铁素体的增加，温度逐渐下降。因为针状铁素体的晶界为倾角晶界，每个晶界都对裂纹的扩展起阻碍作用，并由于晶粒细小，裂纹的扩展途径非常曲折，扩展需要更多的能量。
针状铁素体增加有利于改善韧性，但合金元素增加，固溶强化作用也大大提高，因强度提高对韧性带来的有害作用有时会抵消针状铁素体的有利作用，最终反而会恶化韧性。
另外，随着合金化程度的提高，焊渣隔离剂焊缝组织可能出现条状铁素体(AF)及马氏体，在强度提高的同时，焊渣隔离剂的焊缝韧性就势必降低。随着先共析铁素体数量的增加，曲线呈直线上升。
从断裂过程分析，先共析铁素体的显微硬度比针状铁素体低，所以变形时塑性变形最初将局限于晶界铁素体内，加之在使用焊接防飞溅剂焊接时夹杂物较多，位错塞积或缠结于非金属夹杂物处，导致开裂。
这些已形成的裂纹受位错塞积、焊渣隔离剂和裂纹尖端应力场的影响，在临界综合力的作用下，一个或多个裂纹扩展而引起断裂。先共析铁素体的晶粒越大，位错塞积的距离越长，相应的应力场也就越大，断裂就更加容易，冲击吸收功也就越低，断口呈脆性，温度上升。
本文参考《焊接材料手册》一书。
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