第七章焊接及其热影响区的组织和性能

1连接成形理论基础24学时刘顺洪电话：87543677-mail:liusang@2焊缝及其热影响区组织和性能焊接过程的冶金反应原理焊接缺欠的产生机理及防止措施教学内容3主要参考书目1、张文钺，焊接冶金学（基本原理）.机械工业出版社，19962、陈伯蠡，焊接冶金原理.清华大学出版社，19913、陈伯蠡，焊接工程缺欠分析与对策.机械工业出版社，19984、专业期刊杂志—焊接学报；焊接；电焊机等;welding;

ScienceandTechnologyofWeldingandJoiningetc;

4第七章焊缝及其热影响区的组织和性能焊接及其冶金特点焊缝金属的组织与性能焊接热影响区的组织与性能5焊接熔焊焊接接头的形成及其冶金过程焊接温度场第一节焊接及其冶金特点6一、焊接（Welding/Joining）

定义：被焊工件的材质（同种或异种），通过加热或加压或二者并用，并且用或不用填充材料，使工件的材质达到原子间的结合而形成永久性连接的工艺过程。

（一）焊接及其物理本质7从理论上讲，当两个被连接的固体材料表面接近到一定程度（0.3～0.5nm)，就可以在接触表面上进行扩散、再结晶等物理化学过程，形成金属键，达到连接的目的。为使金属表面紧密接触：

1.加压：破坏氧化膜，增加接触面积。(冷焊)2.加热：使结合处达到塑性或熔化状态，接触表面的氧化膜迅速破坏，降低变形阻力，促进扩散，结晶形成冶金结合。

3.同时加热加压。8实现焊接的基本条件:外界提供相应的能量加热加压既加热又加压纯铁焊接时所需的温度及压力熔焊区电阻焊区Ⅰ高压焊接区Ⅳ不能焊接区9（二）、焊接方法的分类

（1）熔焊

(fusionwelding)

将焊接接头局部加热至熔化状态，不加压力而完成焊接的方法。（2）压焊

(pressurewelding)

必须对焊件施加压力而完成焊接的方法。（3）钎焊

(brazing,soldering)

采用比母材熔点低的金属材料作钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点、低于母材熔点的温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的方法。10螺栓焊手弧焊埋弧焊氩弧焊CO2焊电弧焊熔化极不熔化极钨极氩弧焊原子氢焊等离子弧焊气焊氧氢氧乙炔空气乙炔铝热焊电渣焊电子束焊激光束焊电阻点、缝焊电阻对焊冷压焊超声波焊锻焊爆炸焊扩散焊摩擦焊压力焊钎焊熔化焊基本焊接方法火焰钎焊感应钎焊炉钎焊盐浴钎焊电子束钎焊焊接方法有100种之多11熔焊与钎焊的组织区别12

焊接热源的种类、特点及示例电弧热：利用气体介质中的电弧放电过程所产生的热能作为热源（手工电弧焊、氩弧焊、埋弧焊等）化学热：利用可燃气体（液化气、乙炔）或铝、镁热剂与氧或氧化物发生强烈反应时所产生的热能作为热源（气焊、热剂焊）电阻热：利用电流通过导体及其界面时所产生的电阻热作为焊接热源（电阻焊和电渣焊）摩擦热：由机械高速摩擦所产生的热能作为热源（摩擦焊、搅拌摩擦焊）电子束：在真空中利用高压下高速运动的电子猛烈轰击金属局部表面，使动能转换为热能（电子束焊）激光束：利用受激辐射而增强的光，经聚焦产生能量高度集中的激光束作为焊接热源（激光焊接与切割）13焊接热源的特点热源最小加热面积cm2最大功率密度W.cm-2温度K乙炔火焰10-22×1033400~3500金属极电弧10-31046000钨极氩弧焊（TIG）10-31.5×1048000埋弧焊10-32×1046400电渣焊10-21042300熔化极氩弧焊(MIG)10-4104~105CO2气体保护焊10-4104~

105等离子焰10-51.5×10518000~24000电子束10-7107~

109激光束10-8107~

10916焊接热源及焊接方法实例一

ArcWelding(电弧焊)电弧（Arc）17手工焊条电弧焊（SMAW）焊条焊芯保护气氛电弧熔池焊渣SMAW：ShieldedMetalArcWeldingAlsoknowas:ManualMetalArcWelding,StickWelding

电弧基体金属焊缝18SubmergedArcWelding(埋弧焊,SAW)19MetalInertGasWelding（熔化极惰性气体保护焊，MIG焊）20TungstenInertGasWelding（钨极氩弧焊，TIG焊）21焊接热源及焊接方法示例二

化学反应热氧乙炔焊22焊接热源及焊接方法示例二

化学反应热铝热剂焊Thermit23焊接热源及焊接方法示例三

电阻热电阻焊24焊接热源及焊接方法示例四

钎焊软钎焊soldering<450℃软钎料SnPb硬钎焊brazing>450℃硬钎料银基、铜基、镍基等合金25二、熔焊焊接接头的形成及其冶金过程熔焊焊接接头的形成过程：加热、熔化、冶金反应、凝固结晶、固态相变直至形成焊接接头。焊接热过程焊接化学冶金过程焊接物理冶金过程26（一）焊接热过程熔焊时，被焊金属及焊接材料在热源作用下局部受热并熔化，热源移走后焊接熔池冷却凝固，焊缝及热影响区金属发生固态相变，直至冷却至室温的过程。特点：快；短；小；动。整个焊接过程自始至终都是在焊接热作用过程中发生和发展的。影响：与冶金反应、凝固结晶、固态相变、焊接温度场和应力变形密切相关，是影响焊接接头质量和生产率的重要因素之一。27（二）焊接化学冶金过程熔焊时，液态金属、熔渣及气相之间发生一系列化学冶金反应，如金属的氧化、还原、脱硫、脱磷、合金化等。影响：直接影响焊缝金属的成分、组织和性能，因此控制焊接化学冶金过程是提高焊接质量重要途径之一。1）微合金化；细化晶粒；变质处理；2）降低焊缝C含量，最大限度排除杂质；3）焊缝化学成分和力学性能计算机模拟和优化设计。28（三）焊接物理冶金过程焊接时的金属凝固结晶和相变过程，包括焊缝金属的凝固结晶、固态相变以及热影响区的组织转变。29焊接接头的组成（分区）焊缝（WeldMetal,WM）熔合区（FusionZone,FZ）热影响区（Heat-affectedZone,HAZ）母材（BaseMetal,BM）30物理冶金过程对焊接质量的影响焊缝金属的凝固结晶和固态相变：与偏析、夹杂、气孔、热裂纹、冷裂纹、脆化等缺陷相关。热影响区：与脆性、组织转变、裂纹等相关。如何保证焊接接头的性能：1）根据母材，选择或设计合适的焊接材料；2）控制焊接热过程，使焊缝金属达到成分和组织要求，保证焊缝力学性能；3）控制HAZ的组织转变，保证HAZ的力学性能。31三、焊接温度场熔焊时焊接传热的基本形式：热能由热源传给焊件：辐射和对流为主；热能在母材和焊接材料中的传播：热传导为主。焊接传热过程的研究内容：主要是焊件上的温度分布及其随时间的温度变化问题。因此，研究焊接温度场时主要考虑热传导，适当考虑辐射和对流。32（一）焊接温度场的一般特征焊接温度场的定义：焊件上（包括内部）某瞬时的温度分布。T=f(x,y,z,t)

式中T---焊件上某点某瞬时的温度;

x,y,z----焊件某点的空间坐标;t---时间.可以用等温线或等温面表示，如右图所示。33稳定温度场非稳定温度场准稳定温度场

正常焊接条件下，焊接热源是以一定速度沿焊缝移动的，在加热开始时，温度升高的范围会逐步扩大，而达到一定极限后，不再变化，只是随热源移动。这种状态称为准稳态。功率不变的焊接热源，在厚大焊件、薄板或细棒上作匀速直线运动时，温度场是准稳态温度场。34根据焊件的尺寸和热源的性质，焊接传热可分为：1）三维传热（空间传热）：厚大焊件表面堆焊，点状热源；2）二维传热（平面传热）：一次焊透的薄板，线状热源；3）一维传热（线性传热）：细棒的电阻焊对，面热源。（二）焊接温度场的表达式35（1）厚板q---有效热功率;---热导率;a---热扩散率;V---焊接速度;36（2）薄板37（三）影响温度场的因素焊接工艺参数的影响（a）焊接速度V（b）热源的有效功率q（c）q与V同时变化382.金属热物理性质的影响λ-导热系数J/(cm*s*℃)α-热扩散系数，cm2/s，α=λ/(c*ρ)c-比热容J/(g*℃)ρ-密度g/cm340第二节焊缝金属的组织与性能一、焊接熔池的结晶（一）熔池的特征

1.熔池的体积小，冷却速度大熔池的形状与尺寸

（≤30cm3

，≤100g）冷却速度大平均4～100℃/s，约为铸造的104倍。（钢锭的平均冷却速度约为3～150×10-4℃/s）412.熔池的温度高

1770±100℃>钢锭：～1550℃熔池中的液态金属处于过热状态合金元素烧损,非自发形核质点减少;3.熔池在运动状态下结晶结晶熔化前沿随热源同步运动液态金属受到力的搅拌运动熔池金属存在对流运动凝固速度快42（二）熔池凝固的特点

与钢锭的结晶一样都经历形核和晶核长大的过程。但由于非平衡凝固，焊缝组织具有独特的特点。43焊接熔池的凝固过程是从熔池边界开始的，是一种非均质形核，焊缝金属呈柱状晶形式由半熔化的母材晶粒向熔池生长而成，且与母材有相同取向。这种同轴生长的结晶方式称为外延结晶或联生结晶。联生结晶示意图1.联生结晶（外延结晶）44θ：非自发晶核的浸润角θ=0°,Ek`=046每一种晶体点阵都存在一个最优结晶取向,对于立方点阵的金属（Fe,Ni,Cu,Al），最优结晶取向为<100>。温度梯度大的方向，也是晶粒易于生长的方向。与焊接熔池边界垂直的方向温度梯度G最大。当母材晶粒取向<100>与导热最快的方向一致时，即垂直熔池边界时，晶粒生长最快而优先长大。2.择优成长47483.凝固线速度ds=dxcosθR=vcosθ49

R=vcos晶粒成长的平均线速度在0～v范围内变化在熔池边界（Y=OB）∵＝90°，∴R→0

在焊缝中心（Y＝0）∵＝0°，∴R＝v有波动;凝固速度快501.柱状晶 （三）焊缝金属凝固组织的形态

焊缝金属凝固组织的形态具有柱状晶及多种亚结构，包括平面晶、胞状晶、胞状树枝晶、树枝晶以及等轴晶。

纯金属的结晶形态过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度之间的温度差。正的温度梯度（G＞0）：形成平面晶51负的温度梯度（G＜0）－－形成树枝晶52固溶体合金的结晶形态“成分过冷”（ConstitutionalUndercooling）：由于液固界面处溶质成分起伏而造成的过冷。溶质局部浓集“成分过冷”判据53（1）平面结晶产生条件：G＞0，且G很大，无成分过冷特征：平面晶54（2）胞状晶条件：有较小的成分过冷特征：断面六角形，细胞或蜂窝状。55（3）胞状树枝晶产生条件：过冷度稍大。特征：主干四周伸出短小二次横枝，纵向树枝晶断面胞状。56（4）树枝晶产生条件：过冷度较大。特征：主枝长，主枝向四周伸出二、三次横枝，并能得到很好的生长。57582.等轴晶产生条件：Ｇ很小，成分过冷度大。特征：结晶前沿长出粗大树枝晶，液相内，可自发生核，形成自由长大的等轴树枝晶。59成分过冷与合金中溶质的浓度C0，结晶速度R以及温度梯度有关。当G、R一定时，C0↑→成分过冷↑当C0一定时，R↑→成分过冷↑当C0

，R一定时，G↑→成分过冷↓60

3.焊缝各部位结晶形态的变化熔池中不同部位温度梯度和结晶速度不同，成分过冷的分布不同，焊缝各部位出现不同的结晶形态：平面晶、胞状晶、树枝状晶、等轴晶。61实际焊缝凝固金属的组织形态实际焊缝凝固金属的各种形态不一定具有上述全部结晶形态，一般来说由柱状晶和少量等轴晶构成。柱状晶+少量等轴晶柱状晶内：平面晶、胞状晶、树枝状晶等轴晶内：树枝晶62

焊条电弧焊接凝固组织Q235、14MnMoNbB钢63

埋弧焊接凝固组织Q235A钢64

电阻点焊焊核凝固组织GH140铁基高温合金钢65

钨极氩弧焊接凝固组织纯度为99.99%的铝焊缝-a）纯度为99.6%的铝焊缝-b）、c）66焊接工艺参数对焊缝结晶形态的影响焊接速度的影响V↑→G↓→成分过冷区↑等轴晶胞状树枝晶67焊接工艺参数对焊缝结晶形态的影响粗胞状树枝晶胞状晶胞状树枝晶68（四）改善焊缝金属一次结晶形态的措施1.调节焊接工艺参数焊接工艺参数：焊接电流I、电弧电压U、焊接速度V、预热温度T、送丝速度Vs等。目的：控制母材半熔化区晶粒大小，熔池的温度梯度、冷却速度和几何尺寸，最终控制晶粒尺寸和成长方向。在不预热的情况下，一般提高焊接速度，降低热输入，可以达到细化18-8镍铬不锈钢和低合金钢焊缝金属凝固组织的目的，在消除镍基合金微裂纹中起重要作用。692.变质剂处理通过焊接材料（焊条、焊丝、焊剂）加入变质剂：Ti、B、Ce、Zr等元素目的：作为表面活性物质促进形核，阻止微小晶粒的生长和聚集，达到细化晶粒的目的。加入量在0.03~0.5%。由于焊缝金属的外延生长，变质处理的效果不太显著。703.熔池搅拌效应搅拌熔池的方法：机械振荡、超声波振荡和电磁搅拌等。目的：破坏正在成长的晶粒从而获得细晶组织。目前，实际应用于铝合金的焊接，利用强磁场搅拌，改善凝固组织。714.高能束扫描电子束焊接细化原理：利用高能束周期性横向扫动，以一定距离熔切生长的晶粒，实现晶粒细化。铝合金焊缝晶粒的细化。72二、焊缝金属的组织（一）低碳钢焊缝的固态相变组织以铁素体（F）（白色）为主，加上少量的珠光体（P）。焊缝过热度越大，可促使魏氏组织形成。魏氏组织固态相变（二次结晶组织）73Q23574（二）低合金钢焊缝的固态相变组织1.铁素体（Firrite，F）（1）先共析铁素体（Pro-eutectoidFerrite，PF）温度：770-680℃；位置：沿奥氏体晶界,又称为粒界铁素体（GrainBoundaryFerrite,GBF)形态：长条形或多边形块状性能特点：使韧性下降（低屈服点）条状块状75x7076（2）侧板条铁素体（FerriteSidePlate，FSP）温度：700-550℃位置：从晶界铁素体侧面向晶内生长形状：板条状，形态如镐牙状性能特点：使韧性下降777879（3）针状铁素体（AcicularFerrite，AF）温度：500℃；位置：在奥氏体晶粒内部形态：针状条件：中等冷却速度性能特点：韧性好80（4）细晶铁素体（FineGrainFerrite，FGF）温度：500℃以下位置：在奥氏体晶粒内部形状：细晶状条件：存在细化晶粒的元素（Ti，B等）性能特点：韧性好晶内白色块状为FGF81x70822.珠光体（Pearite，P）珠光体转变属于扩散型相变，需要Fe和C原子相当大的扩散迁移运动。它是接近平衡下的组织，焊接条件(非平衡)下,得到的P量很少。只有在较高温度（Ar1～550℃）和较慢的冷却速度下才能进行。83843.贝氏体（Bainite，B）中温转变，550℃~Ms（1）上贝氏体(UpperBainite，Bu)温度：550-450℃；位置：沿奥氏体晶界析出形态：呈羽毛状，平行的条状铁素体之间分布有渗碳体性能特点：韧性较差（小条状Fe3C分割了基体的连续性）85（2）下贝氏体（LowerBainite

，BL）温度：450℃-Ms形态：针状铁素体和针状渗碳体的机械混合物性能特点：强度和韧性都较好86（3）粒状贝氏体(GrainBainite，BG)M－A组元（ConstitutionM-A)

在块状铁素体形成之后，待转变的富碳奥氏体呈岛状分布在块状铁素体之中，在一定的合金成分和冷却速度下，这些富碳的奥氏体岛可转变为富碳马氏体和残余奥氏体。富碳马氏体和残余奥氏体,硬度高。在块状铁素体上的Ｍ－Ａ组元以粒状分布时，即为“粒状贝氏体”。87X70粗晶区粒状B88X70模拟粗晶区组织894.马氏体（Martensite，M）当焊缝中含Ｃ量较高或合金元素含量较多时，在快冷条件下，冷却到Ｍs以下，将发生马氏体转变。（1）板条马氏体（LathMartensite）、低碳马氏体、位错型马氏体低碳低合金钢奥氏体内部细条状综合性能指标在马氏体中最好90（2）片状马氏体（PlateMartensite）、高碳马氏体、孪晶马氏体焊缝中含碳量大于0.4%粗大，经常贯穿奥氏体晶粒内部硬度高而脆91（三）焊缝金属连续冷却组织转变图

（WM－CCT图）WM-CCT图对于预测焊缝的组织及调节焊缝的性能具有重要意义。92三、焊缝金属性能的控制影响焊缝性能的因素结晶形态与组织的影响化学成分的影响焊接缺陷的影响939495固溶强化加入碳、锰、硅、铬、镍、钼等，均有固溶强化的作用。细晶强化加入钛、铌、硼、铝、铬、镍、稀土等，可细化晶粒，提高强度。沉淀强化加入碳、氮化物形成元素。相变强化加入合金元素，改变相变组织。（一）焊缝合金化与变质处理961.优化合金成分（1）严格限制有害的杂质元素：S、P、N、O和H；（2）通过合金元素来提高焊缝韧性促使高熔点第二相质点的析出，通过钉扎作用阻止奥氏体晶粒长大；降低奥氏体分解温度，减少边界铁素体的形成；在奥氏体内形成铁素体形核核心，促使奥氏体在500-550温度区间分解得到针状铁素体，防止在奥氏体晶界形成侧板条铁素体；防止M-A组元的形成；防止或减少低温产物马氏体、上贝氏体的形成；（二）焊缝金属韧化的途径97（3）配置多种微量合金元素，则可能在大幅度地提高焊缝金属的强度的同时提高韧性和抗裂性。Mn和Si最为常用的强化焊缝的元素例如低合金钢（C:0.10-0.13%）埋弧焊时，Mn、Si分别处于0.8~1.0%和0.1~0.25%时，可以得到细晶铁素体和针状铁素体，具有较好的韧性。Mn和Si对低合金钢焊缝韧性的影响98在Mn-Si系基础上复合添加Ti和B等微量元素B在高温下易向奥氏体晶界扩散，在晶界沉淀聚集而降低晶界扩散，使晶界奥氏体的稳定性增大，抑制了PF和FSP的形核与生长，从而使转变开始温度向低温方向移动。Ti与氧的亲和力很大，焊缝中的Ti以微小颗粒可以作为“钉子”位于晶粒边界，阻碍奥氏体晶粒的长大。99Mo降低奥氏体分解温度，抑制边界铁素体形成，加入少量的Mo不仅可以提高强度，同时也能改善韧性。Nb和V焊缝金属中可固溶，推迟奥氏体向铁素体的转变，能够抑制焊缝中先共析铁素体的产生，而激发形成细小的AF组织。所形成的氮化物使强度大大提高，而使韧性下降。通过正火处理可改善韧性。稀土元素Y，Ce＋Te，Se：促进组织细化，提高韧性1002.调整焊接工艺参数（1）焊接热输入过大的热输入使结晶时产生粗大的柱状晶，同时，由于降低了冷却速度，可能得到较多的边界铁素体；过小的热输入，则在较高合金成分焊缝形成马氏体，也会使焊缝韧性下降。（2）多层焊（3）焊后热处理（4）振动结晶101第三节焊接热影响区的组织与性能焊接热循环焊接热影响区的组织转变特点焊接热影响区的组织与性能变化102

焊接热影响区的定义：熔焊时在焊接热源的作用下，焊缝周围的母材发生组织和性能变化的区域称为“热影响区”(HeatAffectedZone，HAZ)，或称为“近缝区”(NearWeldZone)。103

材料因受焊接热影响（但未熔化）而发生金相组织和力学性能变化的区域。104一、焊接热循环距焊缝不同距离各点的焊接热循环1.定义：焊接过程中，热源沿焊件移动时，焊件上某点的温度由低而高，达到最大值后，又由高而低的变化称为焊接热循环。105106

2.焊接热循环的主要参数焊接热循环的参数加热速度VH加热的最高温度（Tm）在相变以上的停留时间(tH)冷却速度(VC)和冷却时间(t8/5、t8/3、t100)

107t8/5：800～500℃的冷却时间。

t8/3：800～300℃的冷却时间。

t100：从峰值温度Tm冷至100℃的冷却时间。1081.焊接热循环的特点1）加热的温度高热处理AC3以上100-200℃，例如45号钢AC3：770℃

焊接近缝区：接近熔点，钢的熔点1350℃2）加热的速度快比热处理快几十倍甚至上百倍。3）高温停留时间短手工电弧焊：4-20S，埋弧焊：20-40S4）局部加热二、焊接热热影响区的组织转变特点109★加热速度快，相变温度升高

VH↑→Ac1，Ac3↑奥氏体化过程是一个扩散重结晶过程，需要有孕育期。钢中含有碳化物形成元素时影响更显著。形成的碳化物阻碍碳的扩散碳化物本身扩散速度低2.焊接加热过程奥氏体化的特点110奥氏体均质化程度低高温停留时间短，不利于扩散过程进行，从而均质化程度低。近缝区奥氏体晶粒严重长大当加热温度在1100℃以上时，奥氏体晶粒严重长大。加热过程形成的奥氏体晶粒度和均匀化程度，对冷却时的相变过程和相变产物有很大影响。1113.焊接时冷却过程中的组织转变特点（1）奥氏体化温度高，加热与冷却速度快SH-CCT图（2）奥氏体的稳定性越大，淬硬倾向越大不含碳化物合金元素（如45钢）：淬硬倾向比热处理条件下要大含碳化物合金元素（如40Cr钢）：淬硬倾向比热处理条件下要小112三、焊接热影响区的组织与性能变化（一）焊接热影响区的组织分布1.低碳钢及不易淬火的低合金钢HAZ组织分布如Q235、16Mn、15MnV、等，可分为如下四个区：熔合区（半熔化区）TL～TS，化学成分与组织不均匀分布，过热严重，塑性差，对焊接接头的强度、韧性都有很大的影响。是焊接接头的薄弱环节。113过热区Ⅰ（粗晶区）温度：TS-1100℃现象：加热温度高，在固相线附近，一些难熔质点如碳化物和氮化物等溶入奥氏体，奥氏体晶粒粗大。组织：粗大的奥氏体在较慢的冷却速度下形成过热组织—魏氏组织。性能：韧性很低。措施：严重时采用焊后正火处理（如电渣焊）。114相变重结晶区Ⅱ（正火区）温度：1100℃-Ac3现象：母材完全奥氏体化，加热和冷却过程中经受了两次重结晶相变，使晶粒得到显著的细化。组织：相当于低碳钢正火处理后的组织（细小的P＋F）。性能：较好的综合性能。115不完全重结晶区Ⅲ（不完全正火区）温度：Ac3

～Ac1现象：加热温度Ac3到Ac1之间，只有部分金属经受了重结晶相变。组织：原始的铁素体晶粒（粗大）和细晶粒的混合区。性能：性能不好116Q235A钢焊接热影响区的组织特点过热区重结晶区不完全重结晶区母材117

2.易淬火钢HAZ组织分布（1）焊前是正火或退火状态焊前BM为F+P（S、B）完全淬火区（完全奥氏体化）Ac3

以上，室温组织为M。不完全淬火区（部分奥氏体化）Ac1～Ac3，室温组织为M＋F。在快速加热条件下F很少溶入A，而P、B、S等转变为A；随后快冷，形成M+粗大F。焊接淬硬倾向较大的钢种，如18MnMoNb、45、30CrMnSi等，热影响区的组织分布与母材焊前的热处理状态有关。118（2）焊前为调质状态BM回火组织完全淬火区不完全淬火区回火区Ac1～Tt，Tt为焊前调质时的回火温度，低于此温度，组织不变；高于此温度，出现软化。119（二）焊接热影响区的性能变化HAZ的硬化HAZ的脆化HAZ的软化1201.HAZ的硬化HAZ硬度分布不均匀，在熔合区附近具有最大硬度Hmax。不同的组织形态硬度不同同一组织，也有不同的硬度硬度主要决定于材料的化学成分和冷却条件121（1）碳当量CarbonEquivalent（Ceq或CE）定义：把钢中合金元素（包括碳）按其对淬硬（包括冷裂、脆化等）的影响折合成碳的相当含量。它反映了化学成分对硬化程度的影响122适合于C≥0.18%的钢种式1）主要适用于中等强度的非调质低合金钢（b＝400～700MPa）式2）主要适用于强度级别较高的低合金高强钢（b=500～1000MPa）1）2）123主要适用于C≤0.17%，b=400～900MPa的低合金高强钢。应用用碳当量公式时应注意：碳当量公式纯属经验公式，当实验条件、方法不同时，碳当量公式也不同。一定要注意各公式的适应范围。124（2）碳当量Ceq及冷却时间t8/5与HAZ最高硬度Hmax的关系Ceq↑→Hmax↑经验公式，Hmax=1274Pcm+45

Hmax=559CE（IIW）+100（HV）125Ceq一定，t8/5↓→Hmax↑。Hmax间接反映了HAZ的淬硬倾向，而Hmax测量方便，故可用Hmax来评价钢材的冷裂倾向126

2.HAZ