热影响区的组织与性能ppt课件.ppt

1、焊接热影响区的组织转换和性能、热影响区的定义：焊接过程中，母材受焊接热循环影响(但未熔化)而导致组织和力学性能发生变化的区域称为热影响区。 1、热影响区的形成和组织、性能特点、焊接中、焊接形成和云同步，附近的基体材料也受到了特殊的热处理。 根据热处理的不同，热影响区形成的组织和性能也不同。 2、热影响区的焊接热循环特点、不同位置的最高加热温度不同的加热温度高烧处理： AC3以上100-200，如45号钢AC3:770； 接近焊缝部：接近熔点，钢的熔点1350左右。 加热速度比热处理快几十倍到一百倍。 高温停留时间短的手动电弧焊：4-20S； 埋弧焊： 20-40S。 自然条件下的连续蒸发制冷、

2、3、焊接热循环条件下加热时组织的转换特征、组织转换向高温推移：随着加热速度的提高，Ac1和Ac3均上升。 4、焊接热循环条件下加热时组织转移的特点、奥氏体不锈钢同质化程度低的焊接快速加热不利于元素体扩散，形成的奥氏体不锈钢不赶趟均匀。 加热速度越高，高温停留的时间越短，不均匀的程度越严重。 5、焊接热循环条件下加热时的组织转移特征，影响蒸发制冷时的组织转移，6、焊接热循环条件下蒸发制冷时的组织转移特征，从组织转移到低温推移马氏体转变临界冷速变化，7、焊接条件下连续组织转移和CCT图，CCT图为连续蒸发制冷转移曲线的简称， 在制作比较方便预测焊接热影响区组织和性能的CCT图时，将奥氏体化试验片以

3、各种蒸发制冷速度连续蒸发制冷至室温，测定蒸发制冷过程中过冷奥氏体不锈钢转移的起点(温度和时间)和终点。 将测量的数据绘制在温度时间坐标平面上，最后连接各自的开始点和结束点，得到CCT映射图。 8、焊接条件下的连续组织转移和CCT图、9、焊接条件下的CCT图制作、焊接CCT图的具体测定方法有热模拟法和实测法。 热模拟法是将一定尺寸的试验片快速加热到焊接热循环的最高加热温度，然后以不同的冷速蒸发制冷，记录冷却曲线和过渡相开始和结束点，描绘在温度时间坐标平面上。 将模拟中制作的热影响区CCT图称为模拟HAZ连续蒸发制冷组织迁移图(SHCCT图)。 实测法是在实际接头上进行测量而绘制的。 10、CCT

4、图的应用11、焊接热影响区的组织特征、焊接热影响区中远离焊接处组织不同的钢材、焊接热影响区的组织也不同12、焊接热影响区的组成低碳钢、低碳钢的焊接热影响区特征、过热区相变再结晶区不完全再结晶区、 13组织：粗大的奥氏体不锈钢在蒸发制冷过程中容易形成过热组织魏氏组织性能：韧性低的措施：严重时相当于焊接后的正火处理(如电渣焊)，14，热影响区组织(低碳钢)，再结晶区(正火区)温度： 850-1100 (Ac3组织：相当于低碳钢的正火处理后的组织。 性能：良好的综合性能，15，热影响区组织(低碳钢)，不完全再结晶区(不完全正火区)温度： 700-850现象：加热温度Ac1到Ac3之间，仅一部分金属再

5、结晶过渡相组织：原始的镍锌铁氧体粒(粗大)和再结晶区温度： 500 -700现象：加热温度500到Ac1之间， 金属的内部结构没有变化，只有晶粒外形的变化组织：有源镍锌铁氧体晶粒性能：强度、硬度比母材低，塑性和韧性提高。 再结晶区是接头的软化区。、17、热影响区组织(低碳钢)、Q235A钢焊接热影响区的组织特征、18、热影响区组织(淬火性大的钢)、完全淬火区不完全淬火区淬火区。 异种钢材焊接热影响区的组织分布，19，热影响区组织(淬火性大的钢)，完全淬火部温度在AC3以上的区域，焊接后淬火组织(包括难以淬火的钢的过热部和正火部双方)，粗大高碳马氏体，微细高碳马氏体少量粒状贝氏体，20， 在热影

6、响区组织急速加热条件下，镍锌铁氧体很少溶于奥氏体不锈钢，珍珠岩、贝氏体等变化为奥氏体不锈钢，其后的蒸发制冷时，奥氏体不锈钢变化为高碳马氏体，铁素体马氏体粒状贝氏体为少量的碳化物，21、热影响区组织(淬火性大的钢) 是母材焊接前调质状态，焊接热循环最高温度超过焊接前调质时的退火温度，从而影响镍锌铁氧体碳化物、22、热影响区组织转变的因素化学成分的影响，低碳钢和低合金钢的热影响区组织与(淬火倾向大)中碳钢和调质型低合金钢的热影响区组织有较大差异。 高合金钢、铸造铁元素、非铁金属等材料的热影响区组织更加复杂。 23、影响热影响区组织转移的因素影响焊接前母材交付状态、冷硬化状态热处理强化状态退火状态、

7、(淬火温度)对硬度的影响、24、影响热影响区组织和性能的因素焊接方法和工艺残奥表、热源种类焊接工艺残奥表、25、影响热影响区组织转移的因素、加热时蒸发制冷时高碳奥氏体26、焊接热影响区性能、热影响区硬度热影响区性能和分布热影响区脆化热影响区的软化、27、焊接热影响区性能硬度、一般材料硬度越高，则强度越高，塑性、韧性就越低。 因此，硬度在一定程度上是反映材料成分、组织和力学性能的综合指标。 28、热影响区的性能硬度确定，热影响区的最高硬度值可以通过实测确定，也可以从母材化学成分中推定。 一般的方法是利用碳当量式，即钢中的各元素体的作用，加上弯曲碳的作用，得到碳当量。 Hmax=f (Ceq，t8

8、/5 )，29，热影响区的性能硬度，难淬硬钢的硬度，易淬硬调质钢，30，热影响区的性能难淬硬钢的常温力学性能，用热虚拟仿真技术测定热影响区的金属力学性能热影响区力学性能分布不均匀，蒸发制冷速度对性能影响很大。 力学性能分布、蒸发制冷速度对过热区性能的影响、31、热影响区性能淬火钢热影响区力学性能、热影响区力学性能分布不均(软化)成分、温度、冷却速度(焊接方法和残奥仪)对性能影响较大。 30CrMnSiA钢的焊接热影响区强度分布、32、热影响区的性能脆化、脆化是指材料韧性急剧下降，从韧性转变为脆性的现象。 脆性材料经常因少量变形而断裂，而且在断裂过程中消耗的能量与韧性材料相比相当少。 热影响区的

9、脆化有粗晶脆化、组织脆化、时效脆化、氢脆等。 33、作为热影响区脆化现象的例子，过热区的粗结晶脆化加热温度为400-600的部位有可能发生热应变时效脆化。 碳锰钢焊接热影响区韧性分布、34、热影响区脆化粗晶脆化、粗晶脆化：晶粒严重粗化引起的脆化。 晶粒尺寸越大，晶界结构越稀疏，脆化越严重。 晶粒长大受多种因素的影响：其中钢种的化学成分、加热温度和加热时间的影响最大。 35、热影响区脆化：因焊接热影响区出现脆性组织而引起的脆化。根据被焊接钢种和焊接时的蒸发制冷条件，在热影响区上出现的脆性组织是板状高碳马氏体(容易淬火的钢)、M-A单元(低碳低合金钢)。 36、热影响区脆化组织，部分低合金钢在组织

10、转换过程中先析出碳含量低的镍锌铁氧体，并逐渐扩大，碳的大部分富于被镍锌铁氧体包围的岛状残留奥氏体不锈钢。 连续蒸发制冷到400-350度时，残余奥氏体碳溶解度达到0.5-0.8%，其后，这些个的高碳奥氏体不锈钢成为高碳高碳马氏体和残余奥氏体的混合物的M-A成分、37、热影响区的脆化组织， M-A成分中的高碳马氏体是属于高碳高碳马氏体的M-A构成要素的边界的微裂纹是h的储藏地的M-A元件仅在低碳低合金钢和中蒸发制冷速度时产生，与VTrs、M-A元件数的关系、M-A元件数和t8/5的关系、38、热影响区的脆化、时效脆化， 焊接热影响区在Ac1以下的一定温度范围内，经过一定时间后的时效脆化，有相析出

11、脆化和热应变时效脆化、39、热影响区脆化、一部分合金固态溶液组织在焊接状态下处于非平衡态。 在时效或回火过程中，从非平衡固态溶液沿晶界析出碳化物、氮化物、金属间化合物及其他中间相。 由于这些个新相的析出而导致热影响区脆化的现象称为相析出脆化。 沉淀相分散在细质点在粒内分布时，脆性不增加。 40、热影响区的脆化，在钢材的焊接过程中，在以热影响区计处于200400温度范围内的区域，受到热应变，碳、氮原子向位错移动，经过一定时间的凝聚，在位错周围产生位置偏移引起的大头针化作用，从而形成“科内尔”瓦斯气体块，导致该区域的脆化，41、热影响区的显微镜未见明显的组织变化。 主要是由于制造过程中的各种加工(以下材料、剪切、弯曲、瓦斯气体切割或焊接热应力)产生的局部塑性应变和焊接热循环作用的重叠所致。 在焊接前无应变的状态下，具有脆化比焊接前有应变的状态更弱的碳化物形成元素的材料，与不具有碳化物形成元素的材料相比，脆化更弱。 42、焊接热影响区的性能软化、热影响区软化是指焊接后的强度、硬度比焊接前母材低的现象。 软化主要是焊接前调质处理的钢和具有沉淀强化的钢； 弥散强化合金。 43、焊接热影响区性能调质钢焊接时热影响区软化，钢经淬火处理后，在淬火过程中随着淬火温度的升高，强度和硬度逐渐降低。 在焊接条件下，