毕业设计稀土在焊接中的应用

题目：稀土在焊接中的应用XXX综合实训毕业论文通过在焊条药皮中加入稀土硅铁、稀土氧化物向焊缝金属过渡稀土元素的方法，深入研究了稀土对焊缝组织和性能的影响。研究结果表明,稀土对焊缝金属起着变质和净化的作用,能够显著改善焊缝金属组织、细化晶粒、增加针状铁素数量，减少M-A组元,改变夹杂物的形态、大小和分布,大大提高了焊缝金属的低温冲击韧性。以稀土氧化物作为添加剂，可以将稀土稀土元素作为一种活性剂可以在钢中微量固溶、净化晶界、变质夹杂物、细化接材料中。研究结果表明：焊接材料中加入稀土元素可以缩小焊缝金属的柱状晶区、化奥氏体晶粒。在低合金焊缝金属中，稀土对焊缝金属起着净化和变质的作用；在高碳焊缝金属中，稀土强烈影响碳化物的数量、形态和分布;在双相不锈钢焊条药XXX综合实训毕业论文前言中国对稀土的运用始于20世纪60年代中期在铸铁中的应用，不久，在钢中也得到应用。迄今为止的半个世纪里，稀土的应用范围越来越广，扩展到有色冶金、石油化工、玻璃陶瓷、磁性材料和各种功能材料、轻工纺织、农林医药等各个行业。我国在钢铁焊接工艺中应用稀土始于60年代，近年来有较大的进展，已在钢铁的焊接材料中成功地应用了稀土，改善了焊接工艺性能和提高了焊缝金属机械性能；在堆焊、喷涂和喷焊材料中加入稀土能显著提高其表面的抗开裂性、耐蚀性、耐磨和耐高温性能；稀土在铜、铝等有色金属的钎焊中也进行了探索，在钎料中加入稀土，能明显改善钎料的润湿性，较大幅度提高钎料与基体的结合强度，改善焊接工艺性。焊缝的性能可以通过向焊缝中过渡不同的合金元素得到不同程度的提高，从而更好地满足技术条件规定的使用要求，这样焊接结构不仅可以使用可靠，而且还可以延长寿命，所以，通过焊缝合金化的深入研究，不断研制出各种新型焊接材料，对焊接技术的发展以及推广必将起到积极而深远的作用。XXX综合实训毕业论文目录 1 2第一部分稀土的概述 5 5 5 6五、稀土在焊接材料中的应用进展 7第二部分稀土在焊接中的应用一、稀土元素对焊缝组织及性能的影响 91.1、稀土对焊缝金属组织的影响 91.2、稀土对抗磨蚀性的影响 91.3、稀土对焊接硬度的影响 91.4、稀土对夹杂物的作用 91.5、稀土对焊缝气孔的影响 1.6、钼(Mo)对焊缝性能的影响 1.7、铌(Nb)对焊缝性能的影响 二、稀土在钢铁焊接材料中的应用 2.1、稀土加在焊条药皮中的影响 2.2、稀土加在焊丝药芯中 三、稀土氧化物对焊缝微观组织和性能的影响及作用机理 3.1、稀土氧化物对焊缝组织的影响 3.2、稀土氧化物对焊缝金属中夹杂物形态的影响 XXX综合实训毕业论文4—3.3、稀土氧化物对焊缝金属中扩散氢含量的影响 3.4、稀土氧化物对焊缝金属低温冲击性能的影响 3.5、稀土氧化物的脱硫、磷的作用 3.6、稀土氧化物的作用机制 四、稀土对低合金耐磨钢焊条熔敷金属组织和力学性能的影响 4.1、熔敷金属化学成分分析 4.2、磨损试验结果及分析 4.3、熔敷金属冲击断口分析 4.4、硬度和冲击韧性 五、稀土元素对铬镍奥氏体焊缝金属抗热裂性能的影响 5.1、氟化稀土对铬镍奥氏体焊缝抗热裂性能的影响 5.2、氟化稀土的作用机理 XXX综合实训毕业论文5一、什么是稀土?稀土是稀土元素(或称稀土金属)的简称，是17种元索组成的一个金属大家族，第三副族中的镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥等等15个镧系元素(拥有独特的4f电子轨道)以及性质与它们相近的钪和钇。‘稀土’是由18世纪末被发现时而得名，当时认为它们很稀贵，其氧化物又有难溶于水的“土性”,故称为稀土。现在看来，稀土在地壳中的重量百分含量(克拉克值)比铜、铅、锌、银等常见金属元索还要高，性质也不像土，而是一组性质十分活泼的金属，但“稀土”这个奇特的名称却被沿用至今。根据稀土元素原子电子层结构和物理化学性质，以及它们在矿物中共生情况和不同的离子半径可产生不同性质的特征，十七种稀土元素通常分为二组。轻稀土(又称铈组)包括：镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆。重稀土(又称钇组)包括：铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇。称铈组或钇组，是因为矿物经分离得到的稀土混合物中，常以铈或钇占优势而得名。稀土元素是典型的金属元素。它们的金属活泼性仅次于碱金属和碱土金属元素，而比其他金属元素活泼。在17个稀土元素当中，按金属的活泼次序排列，由钪，钇、镧递增，由镧到镥递减，即镧元素最活泼。稀土元素能形成化学稳定的氧化物、卤化物、硫化物。稀土元素可以和氮、氢、碳、磷发生反应，易溶于盐酸、硫酸和硝酸中。稀土易和氧、硫、铅等元素化合生成熔点高的化合物，因此在钢水中加入稀土，可以起到净化钢的效果。由于稀土元素的金属原子半径比铁的原子半径大，很容易填补在其晶粒及缺陷中，并生成能阻碍晶粒继续生长的膜，从而使晶粒细化而提高钢的稀土元素具有未充满的4f电子层结构，并由此而产生多种多样的电子能级。因此，稀土可以作为优良的荧光，激光和电光源材料以及彩色玻璃、陶瓷的釉料。XXX综合实训毕业论文6反应堆的控制材料和减速剂。而铈、钇的中子俘获截面积小，则可作为反应堆燃料的表1稀土金属的某些物理特性原子序数元素原子量径(埃)密度(克/厘3熔度沸点R³*离子磁矩(波尔磁子)热中子俘获截面(靶) Y稀土金属已广泛应用于电子、石油化工、冶金、焊接、机械、能源、轻工、环境保护、农业等领域。应用稀土可生产荧光材料、稀土金属氢化物电池材料、电光源材料、永磁材料、储氢材料、催化材料、精密陶瓷材料、激光材料、超导材料、磁致伸缩材料、磁致冷材料、磁光存储材XXX综合实训毕业论文国内外在70年代后期，开始重视重稀土元素在低合金钢及其焊接材料中的应用研究表明，重稀土忆除能提高熔敷金属的抗热裂纹和耐腐蚀稳定性以外，还可提高焊缝金属的机械性能但是，由于对这一领域的研究只有近十年历史，加之测定微量固溶忆、化合忆等试验技术的困难，故在忆的韧化机制及其作用规律等方面的研究进展不大从80年代，开始探索重稀土对于低合金焊缝金属性能的影响，并先后研制了几种添加重稀土的超低氢高韧性焊条，发现重稀土忆对焊缝金属有明显的韧性化效果王世亮采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜和射线能谱研究了重稀土元素对低合金钢焊缝金属韧性的影响结果发现，采用适当的焊条药皮配方和焊接工艺可使微量重稀土元素过渡到焊缝金属中，减少了夹杂物的面密度和面积百分数，显著提高了焊缝金属的低温韧性夹杂物的减少和低温韧性的提高有很好的对应关系，因此可以认为，重稀土元素对焊缝金属的净化和变质作用是提高焊缝低温韧性的主要原因但是，通过焊条药皮和母材向焊缝过渡忆的方式，由于烧损严重或耗量过大、使进入到焊缝中的忆量难以保证张文钻，研究了以药芯焊丝为载体、通过熔池向焊缝直接过渡微量忆、探讨了它对钦钙型焊条和碱性焊条焊缝韧性的影响规律，揭示了忆在焊缝中的韧化机理由于重稀土忆粉极易氧化，且加工难、价格贵，而轻稀土及其合金易获取和价廉，因此，张小诚，采用射线能谱仪、扫描电镜、电子探针以及微粒分析仪等实验手段和热力学分析方法，研究了轻稀土合金对焊缝金属夹杂物的冶金作用结果表明，轻稀土合金过渡到焊缝后，起着净化和变质作用，而且，它的脱氧作用比脱硫作用要强另外，轻稀土合金还可以降低焊缝金属中的扩散氢含量孙威研究了氟化稀土元素对一型双相不锈钢焊条熔敷金属韧性的影响，探讨了作用机理结果表明，氟化稀土元素对熔敷金属的低温韧性有明显的影响，并且存在一个最佳稀土元素加人量在最佳稀土加人量时，低温韧性好稀土元素对双相组织形态和铁素体含量无明显影响稀土元素对熔敷金属的净化作用和夹杂物形态、数量的控制作用是低温韧性改善的主要原因稀土元素由于其特有的优异性能而受到人们的重视，因此，在堆焊冷、热模具、热剪刃等中高碳钢中的应用也日益广泛龚守臣探讨了用添加稀土忆、硼等元素的堆焊焊条堆焊冷冲模具对焊缝抗开裂性能的影响，试验表明，焊缝组织为下贝氏体与板条马氏体双相组织，稀土忆能有效提高焊条的抗开裂性能宇永福在堆焊焊条中添加稀土钵并控制堆焊金属中碳和碳化物形成元素的比例，可在含碳量不高的条件下获得足够的淬硬性、耐磨性控制堆焊金属中残余奥氏体量和分布又可获得高韧性，能有效地抑制堆焊裂纹的产生褚毅队对含有微量稀土的堆焊焊条进行了研究，当其堆焊层组织为细小的针状马氏体、残余奥氏体和碳化物时，则能有效地提高焊条的抗开裂性能稀土元素由于其化学性质活泼，在焊接时极易烧损于是，人们试图用添加稀XXX综合实训毕业论文8土氧化物代替添加纯稀土元素林文光研究了堆焊焊条中分别添加氟化稀土、氧化斓和硅铁稀土对堆焊金属的耐磨性的影响，试验结果表明，随着稀土加入量的增加，氟化稀土、氧化斓和硅铁稀土都能提高堆焊金属的耐磨性，其中氧化斓效果最明显而当加入量高于后、稀土硅铁反而降低了堆焊金属的耐磨性徐润生对稀土氧化饰、氧化忆、氧化斓对巴氏合金与钢钎焊焊接性能进行了研究，研究结果表明、稀土氧化钵、氧化忆在钎焊中具有良好的焊接性能文献，“在研究稀土氧化物对堆焊金属组织、夹杂物及塑、韧性影响的同时，研制了高抗开裂的堆焊焊条，成功地用于连铸热剪刃以及热模具等的免预热、免热处理堆焊修复稀土金属以及稀土氧化物在表面涂层中的应用也越来越多。XXX综合实训毕业论文第二部分稀土在焊接中的应用稀土元素化学性质是非常活泼的，几乎能与所有的非金属元素发生反应。极易与氧、氢、氮硫作用生成相应的稳定化合物。在冶金工业中曾使用稀土元素脱氧、脱硫、起净化和调质作用均收到良好的效果。在焊接生产中稀土元素往往通过加入药皮中向焊缝组织过渡。目前焊条药皮中常用的含稀土物料为：稀土硅合金，稀土硅钙铁合金，氧化铈，氧化镧和氟化稀土等。使用中彼此效果不尽相同，有时同一物料不同含量的效果也不相同，适量的稀土具脱氧、脱硫，减少夹杂，净化焊缝组织，细化晶粒的作用。因此焊缝中溶入稀土元素后，其耐磨性、抗气性、耐磨蚀性及焊缝冲击韧量的稀土可以与氢形成氢化物。因此，减少焊缝金属中扩散氢的含量。稀土与硫化物进入渣中，从而降低了焊缝中的含硫量。通过稀土净化焊缝，则作为焊逢断裂过程中的夹杂物起裂源减少，可显著改善焊缝韧性。另一方面稀土对焊缝金属凝固组织的影响，它影响奥氏体初晶数量，形态及共晶粗细。当加入少量稀土时，奥氏体初晶减少，共晶增多，树枝状晶逐渐变为等轴晶，共晶片间距显著加大。这是由于稀土元素的脱氧作用使作为非自发晶核的氧化物数目减少的结果。当稀土的加入量为最佳值时，初晶增加，树枝状晶绝大多数变为等轴晶，共晶减少，共晶片间距减少，稀土的变质细化作用更明显，进一步改善了焊缝金属组织。1.2稀土对抗磨蚀性的影响当加入适量稀土，焊缝金属抗气蚀，抗磨蚀性分别增加。抗磨蚀性的提高首先归因于夹杂物数量和尺寸的减少，等轴的奥氏体初晶增加，共晶细化对抗磨蚀三指标的提高也有一定作用。过量的稀土反而使抗磨蚀性降低。夹杂物数量和尺寸增加，夹杂物数量超过不加稀土时的数值。稀土适当的加入量使焊缝金属具有最低的硬度，但抗磨蚀性能三指标均最高，这说明抗气蚀，抗磨损和抗磨蚀性与硬度之间没有对应关系。XXX综合实训毕业论文极易氧化，且不易破碎成粉末，所以不能直接用于生产；稀土镍合金可以明显降低降的原因，主要是稀土与氧的亲和力极强，能形成稳定的稀土氧化物RE203并进入物REN,但稀土与氧、硫的亲和力远大于氮，焊缝中稀土与氮的相互作用行为显著受25-0.50%,既可强化金属，又可改善韧性，WMO>0.5%韧性开始恶化，为防止脆不超过0.65%。另外，钼还可以提高焊缝的耐蚀性，但只有当焊缝中钼的含量处于0.16%～0.33%的范围内时，随焊缝中钼含量的增加，其SCC(抗应力腐蚀开裂)能力才有大幅度提高，所以为了提高焊缝的SCC抗力，其理想钼的含量应为0.33%左右。细化晶粒，少量的铌可以提高基本钢焊缝的屈服强度(ǒs),由于含铌的母材稀释率较大(薄板焊接时，稀释率可达70%以上),所以焊缝金属中的铌将由母材过渡，而含铌钢时焊接材料中一般不含铌。铌对低合金钢焊缝，金属低温韧性有一定影响，在C-Mn系焊缝中，能促进焊缝金属侧板条铁素体组织的产生，使焊缝金属韧性恶化，而在C-Mn-Ti-B系焊缝金属中，铌促进焊缝金属细小均匀针状铁素体组织的除此以外，还有许多微合金元素亦对焊缝性能有着不同的影响，例如，硼(B)可以细化晶粒，并可提高焊缝的抗腐蚀开裂的能力：钒(V)可以细化焊缝金属的铸XXX综合实训毕业论文二.稀土在钢铁焊接材料中的应用外层的两个电子极易失去，所以引弧性能好，电弧燃烧稳定，不易断弧。2.对焊缝成形和脱渣性的影响加REO的焊条，烧焊时熔渣粘度适中，熔渣对焊缝表面覆盖性好，所以焊缝成属表面不易形成氧化膜(FeO),熔渣中的尖晶石型化合物不能搭建在焊缝金属表面；二是进入熔渣中的稀土元素，因原子半径大，增大了熔渣的表面张力，而进入焊缝金属中的稀土元素是表面活性物质，降低了焊缝金属表面张力，因此使熔渣与焊缝金属相界面张力差增大，冷却收缩时二者产生的内应力梯度增大，使熔渣松脆，所3.稀土对焊缝金属机械性能的影响(1).稀土对焊缝金属力学性能的影响以16Mn钢的焊接为例，随药皮中REO含量的增加(012～016%),强度逐渐增加，但强度值的变化无论是提高还是降低，都不十分明显。冲击韧性随REO的增加而提高，当加入量达到018%时，冲击韧性达(2).稀土对合金耐磨性的影响以1Cr5W10Mo2V3堆焊合金为例。加入稀土脱氧脱硫，减少了钢中夹渣物，起到了净化和变质作用；由金相组织分析可知：加(3).稀土对合金耐高温性能的影响以1Cr5W10Mo2V3堆焊合金为例。加入因为稀土原子尺寸较大，致使基体晶格畸变，可使碳化物的析出温度升高，减缓了XXX综合实训毕业论文晶界，净化了焊缝金属中的夹杂物，强化了晶界，有益于高温组织稳定性。(4).稀土对熔敷金属抗开裂性的影响药皮中加一定量和不加REO的焊条分结果表明，加REO的试板有1818%开裂，而不加REO的试件则多达81.3%的开裂。REO只加Ni的焊条还有50%开裂。说明使用加REO和Ni的焊条具有较高的抗开稀土加在药芯焊丝中直接加入到熔池中参加冶金反应，向焊缝金属过渡稀土元素能更加充分地发挥稀土的作用。70年代后期，人们开始重视重稀土元素钇在低合金钢重复，特别以稀土钇药芯焊丝与普通药皮焊条配合采用钝化处理的含钇硅铁与铁粉的混合物作为药芯，以08A1冷轧钢为外壳，缝金属的冲击吸收功的影响规律是：先随钇增加冲击吸收功急剧增加，当钇含量约为2×10-6时AKv值最大，0℃的值较无钇焊缝增加了35.7%,之后钇含量继续增加，冲击吸收功开始下降。通过药芯焊丝从熔池向焊缝过由于钇的表面活性抑制了大尺寸(0.8～1.6μm)夹杂物的形成，减少了大尺寸夹杂物形成裂纹源的机率；另一方面当钇含量为2×10-6时，焊缝中出现了尺寸介于0.4～0.8μm的夹杂物，该尺寸范围的夹杂物是针状铁素体最有利的异质核心，其表面焊缝中针状铁素体比例高且细小，方向性不明显，再热焊缝中等轴晶型铁素体2.稀土钇加在药芯焊丝中与酸性焊条配合使用为2×10-6时，冲击吸收功较不含钇的焊缝提高了44.6%,之后随钇含量的增加而降XXX综合实训毕业论文3.稀土加在钎焊钎料中以SnSb11-6巴氏合金为钎料为基料加入11%的Sb及6%的Cu,合金的金相组织为a基体上分布着β相(SnSb)及则合金硬度、强度越高和耐磨性越好。氧化铈的加入使β相尺寸减小59.5%,氧化钇的加入使β相尺寸减少54.7%,且两者β相都呈细小均匀分布。由此可见，氧化铈、稀土采用CeO2或稀土合金粉末的方式直接掺入喷焊(粉)中。由喷焊合金层剖结合状态不好；加稀土的合金层中间过渡层均匀而致密，同时也可看到合金中存在厚度为15μm的平行树枝晶生长区，涂层耐磨性提高近一倍；对承载能力的影响与传动付相对滑动速度有关：当滑动速度小于1m/s时承载能力提高，当滑动速度大于1m/s、小于2m/s时，效果不明显，当滑动速度达到2m/s以上时稀土明显提高1.焊条药皮中加入稀土，可明显改善焊条的工艺性能和提高焊缝金属的低温冲2.含稀土的堆焊焊条可以改善熔敷金属的耐磨性、耐蚀性、耐高温性和抗裂性。3.稀土加在药芯中与焊条配合使用可以明显提高焊缝金属韧性。4.在钎料中加入微量稀土元素，可以明显改善钎料的润湿性和焊接工艺性能，XXX综合实训毕业论文不含氧化钇的试样和添加不同含量氧化钇的试样再热晶区的组织见图1,它们都含氧化钇的试样(图1a)晶粒比较粗大，铁素体几乎全部是块状的先共析铁素体；含氧化钇0.5%的试样(图1b)晶粒有一定的细化，并且出现了少量的针状铁素体；含氧化钇1%的试样(图1c)晶粒最细，出现了一定数量的针状铁素体和细晶铁素体；含氧化钇3%(图1d)的试样晶粒比含氧化钇1%的试样的晶粒要粗，而与含0.5%的试样的晶(a)不含稀上(c)含氧化钇1%(d)含氧化钇3%图1氧化钇对焊缝金属再热晶区组织的影响XXX综合实训毕业论文(a)不含氧化纪试样的硫化物夹杂(b)含氧化钇1%试样的硫化物夹杂图2氧化钇对焊缝夹杂物形状及分布的影响XXX综合实训毕业论文表2给出了熔敷金属中扩散氢含量的试验结果。从表中数据可以看出，加入不同含量的氧化钇对熔敷金属中的扩散氢都有比较明显的降低作用。实际上焊缝中含稀土夹杂物和不含稀的夹杂物与基体的界面都可成为氢的“捕获阱”,但是含稀土的夹杂物对氢的束缚力大于不含稀土夹杂物对氢的束缚力，因而降低了氢的活动能力和扩散速度，降低了扩散氢的危害。另外，过渡到熔池中的稀土能够与氢生成化合物，从而3.4、稀土氧化物对焊缝金属低温冲击性能的影响质量分数(%)图3氧化钇对焊缝金属低温冲击吸收功的影响XXX综合实训毕业论文4不言长化记h,含筑化记0.5%图4焊缝区冲击试验断口形貌分析图3是不同氧化钇添加量对焊缝金属低温冲击性能的影响。从图中可以看到，随着氧化钇的含量在焊条药皮中的增加，焊缝金属的低温冲击吸收功增加，然后降低。氧化钇含量在0.8%附近冲击吸收功达到最大值。也就是说氧化钇的添加量有一个最从图4的焊缝区冲击试验断口形貌扫描照片上也可以看出，不含氧化钇的试样为氢含量等作用，其综合作用的结果大大改善了焊缝金属的低温冲击性能。表2是不含氧化钇和含氧化钇1%的试样化学成分分析结果。从表中数据可以看出，氧化钇能够较明显地降低焊缝中的硫含量，净化了焊缝。但是对于降低磷含量的效果(GNP3.6、稀土氧化物的作用机制对于稀土氧化物在焊接冶金中的行为，可以从以下几方面进行分析探讨。对于重稀土氧化物在高温下存在下列反应：式(1)表明，氧化钇在高温时要分解为稀土原子和氧原子；在焊接条件下，焊接电弧的高温(弧柱温度可达5000-30000K)足以使上述反应充分进行，并达到平衡，使电弧气氛中含有稀土原子。这些活性稀土原子很容易吸附于金属熔滴表面而过渡到熔池中。由于稀土元素是表面活性元素，可降低熔滴表面张力，使得熔滴在焊条端部停留时间变短，减少了对氢的吸附。另外，稀土氧化物在钢液中存在下列反应：式(1)和式(2)都表明，有部分稀土原子可以过渡到熔池中，这些稀土原子能够与熔池中的氢、氧以及硫发生反应，起到净化焊缝金属，去氢脱硫的作用。熔池的温度与弧柱温度比较低，进入到熔池中的未分解的稀土氧化物不再分解，在一定条件下，发生如下反应：该反应说明稀土氧化物具有使熔池脱硫的作用。上述各反应生成的稀土氧化物、XXX综合实训毕业论文当稀土添加剂过量时，熔池中也过渡了较多的稀土原子，因此稀土原子在晶界处的富集，造成晶界“污染”,削弱了晶粒之间的结合力，降低焊缝金属的低温冲击韧性。另外，当加入过量的稀土氧化物时，细小的夹杂物增多。过于细小的夹杂物导致针状铁素体在其上面形核的势垒提高，不利于针状铁素体的形成，这种过高比例的小直径夹杂物将促使晶界铁素体的形成，恶化表4添加稀土铈焊条熔敷金属的化学成分(%)元素CPS含量0.090表3添加稀土钇焊条熔敷金属的化学成分(%)S含量0.0801.0500.0219的化学反应式如下：XXX综合实训毕业论文钇焊条熔敷层铈焊条熔敷层00.51.01.52.02.53.03.5时间(h)图4稀土铈和稀土钇焊条熔敷金属磨损实验结果试稀土铈焊条和稀土钇焊条熔敷层的耐磨性，结果见图4。可以发现随着磨损时间的增加，稀土铈焊条熔敷层的耐磨性能要比稀土钇焊条熔敷层的耐磨性能好。稀土提高低碳低合金耐磨铸钢焊条熔敷层耐磨性的作用机理在于稀土元素是较击试样断口进行微观分析，断口为典型的韧窝断裂，韧窝数量多而深，见图(a),韧XXX综合实训毕业论文图6断口能谱分析(a,b)XXX综合实训毕业论文所占比例为25%时获得的组织具有最佳的强韧性配合，这也是稀土低碳低合金耐磨铸对正火、中断正火、淬火试样的冲击试验结果见表5。结果表明，未热处理的熔敷金属的冲击韧性值为66,比经过淬火的母材的冲击韧性值稍低。经过中断正火的母材的冲击韧性最高为78.1,这和中断正火母材得到的组织为马氏体和下贝氏的复合组稀土能够提高焊缝金属韧性的原因可以认为稀土在焊缝中形成高熔点的稀土硫表5冲击韧性及硬度测试结果编号热处理状态冲击韧性(J·cm²)硬度(HRC)母材熔敷金属母材熔敷金属1未处理2正火3淬火4中断正火(1)稀土在熔敷金属中形成高熔点的稀土硫氧化合物钉扎在晶界处，阻碍晶界的低钢的脆性转变温度，稀土的综合作用结果提高了熔敷金属的冲击韧性。XXX综合实训毕业论文(3)稀土在焊接熔池中形成的稀土化合物作为异质形核，提高形核率，细化了晶(4)添加1.5%氧化铈焊条的熔敷金属的耐磨性强于添加1.5%氧化钇焊条熔敷金属由热裂纹试验获得的各种焊条的抗热裂性能结果见表1表1焊缝抗热裂性能试验结果12]45由表1果可以看出：氟化稀土的适量加入能够显著提高焊缝的抗热裂性能，但若产生结晶裂纹的原因，就在于焊缝中存在液态薄膜和在焊缝凝固过程中受到拉情况产生影响，从而影响焊缝的抗热裂性。为探讨稀土对焊缝抗热裂性的影响机理，选择不加稀土、适量稀土、过量稀土焊条对应的焊缝热裂纹面进行扫描电镜与透射可以看出，加入稀土前后焊缝的结晶形态均为柱状晶，但随着稀土的加入，柱状晶这一点。随着稀土添加量的增加，硅、硫等促进热裂的元素在晶界的偏析程度减弱，晶间液态薄膜难于形成，因而适量稀土的加入有利于焊缝抗热裂性能的提高。XXX综合实训毕业论文3Q渴(a)WithoutRE图2稀土添加量对焊缝金属热裂纹面的影响由图可知，三种焊缝热裂纹面均为典型的沿晶断口，但加与不加稀土时热裂纹面情况却存在很大不同：不加稀土时，热裂纹面上遍布有细密的点状物质；加适量稀土时，小点状物质相对减少，但不规则的块形物质激增，几乎遍布整个裂纹面；稀土加多时，整个裂纹面十分干净，块点状物消失，在晶界面上可看到明显的液态薄膜痕迹。这表明，添加不同量稀土对晶界液态薄膜及热裂纹面上第二相粒子的存在情况有重要影响，因而使添加不同量稀土的焊条呈现不同的抗热裂性能。XXX综合实训毕业论文器心H#0Ak器心H#0Ak(b)WithoptimumcontentofRE(c)WithexcasivecantentofRE图3稀土添加量对焊缝金属热裂纹面的影响由图可知，三种焊缝热裂纹面均为典型的沿晶断口，但加与不加稀土时热裂纹面情况却存在很大不同：不加稀土时，热裂纹面上遍布有细密的点状物质；加适量稀土时，小点状物质相对减少，但不规则的块形物质激增，几乎遍布整个裂纹面；稀土加多时，整个裂纹面十分干净，块点状物消失，在晶界面上可看到明显的液态薄膜痕迹。这表明，添加不同量稀土对晶界液态薄膜及热裂纹面上第二相粒子的存在情况有重要影响，因而使添加不同量稀土的焊条呈现不同的抗热裂性能。 XXX综合实训毕业论文(a)WithoutRE8古古(e)WithapimumontenlofRE热裂纹面上的第二相粒子为消除焊缝基体的影响，准确确定热裂纹面上第二相粒子在焊缝开裂过程中所起的作用，采用萃取复型法制样，用透射电镜对萃取出来的第二相粒子成分进行分较一致，数量多分布均匀(图4(a));加适量稀土时，第二相粒子形状复杂，有圆纹面上的第二相粒子也就是晶间第二相粒子，它们与焊条的抗热裂性能之间必然有紧密的联系。XXX综合实训毕业论文利用透射电镜试样，在透射电镜所配的能谱仪上对热裂纹面上第二相粒子进行了定量成分分析，用夹杂物类型推测方法[7]确定了粒子类型。不加稀土时，热裂纹面上的小颗粒为Cr203或Fe·Cr203(铬铁矿),并兼含有少量镍、硅、钛等其它积较大的第二相粒子为硫化锰与尖晶石型氧化物；裂纹面上的小颗粒组成与不加稀土时裂纹面上小粒子的大致相同。Cr2O3的熔点大于2335℃,硫化钙的熔点也大于2000℃,硫化锰与其它尖晶石型氧化物的熔点都高于钢材。也就是说，热裂纹面上粒子的存在，减少了晶间液态薄膜的体积，破坏了晶间液态薄膜的连续性，增加了杂质元素向焊缝中央偏析聚集，与金属中的其它金属元素形成低熔点物质，构成晶间液态薄膜，在焊缝承受应力应变时焊缝就会沿晶间强度弱的低熔点晶间液态薄膜增多，对晶间液态薄膜的破坏性更强，因而加适量稀土的焊条抗热裂性能优于不加熔点第二相粒子的消失，且晶间出现明显可见的低熔点液态薄膜(图3c)。液态薄膜增加，又没有破坏液态薄膜连续性的粒子存在，因而稀土加过量时焊缝的抗