《热影响区》PPT课件.ppt

1、第四章，焊接热影响区的组织和性能、天津市大学王石宝、牙齿章节主要针对低合金高强度钢焊接过程中快速不均匀加热和冷却阴影造成的热影响区组织性能变化进行了系统的讨论，基本概念：1。在“热影响区”(Heat Affected Zone)焊缝两侧发生配置和性能变化的区域2。焊缝连接：在焊缝和焊缝热影响区域示意图4-1，1中。焊接热循环的主要参数(1)加热速度(H) H=d T/d t H T相变a均匀化和碳化物溶解不足，因为(2)加热的最高温度(Tm)低碳钢和低合金钢焊接中熔合线附近的过热区域，温度高(13000 (c)特别是温度高的时候(如1100以上)，即使停留时间不长，也可能发生严重的晶粒生长。(

2、4)冷却速度(c)和冷却时间(t 85、t 83、t 100等)，1。冷却速度是难以准确说明的变化量。工程实际应用中常用的冷却时间t 85、t 83或t 100是焊接冷却过程2。t 85，t 83是焊接冷却过程中温度从800500或800300冷却到100所需的时间，(1)长多层焊接热循环1。焊接长多层1层，再焊接2层时，1层基本上以低温度(通常在100200以下)冷却，相邻各层之间连续热处理的作用为特征，硬化倾向较大的钢种2。焊接热循环的变化如图417所示。2，焊接热循环形式，(2)短多层焊接热循环1。短多层焊缝：当每个焊缝的长度短(约50 400mm)、尾灯前焊缝冷却到较低温度(例如Ms点

3、)时，将焊接以下焊缝：牙齿焊接以后侧焊接为特点，焊接晶粒牙齿容易生长、容易凝固的钢种2。锻压多层焊缝的热循环如图418所示，在某些情况下，焊后保温或焊后热处理5。部分加热，1。加热速度越快，焊接金属的相变点A cl和A C3的温度越高，A cl和A C3之间的温差也越大，如图419和表48所示。含有碳化物合金元素(Cr、W、Mo、V、Ti、Nb等)的钢，加热速度对相变温度的影响更大。2.奥氏体均匀化程度低，2 .焊接对加热过程组织变化的特性，对于、3合金钢来说，焊接小于热处理的硬化倾向3。如图421和图4-22所示，在焊接和热处理条件下连续冷却的组织转换图(即CCT图表)、图421、图422和

4、表49所示，45钢在焊接条件下优于热处理。说明在相同冷却速度条件下焊接时，大于热处理时的硬化倾向。另一方面，40Cr钢在焊接条件下的CCT曲线向左移动，在热处理条件下的CCT曲线向左移动。也就是说，在相同冷却速度下焊接时，比热处理更倾向于硬化。3。原因：(1)碳化物合金元素(例如Cr、Mo、V、Ti、Nb等)必须充分溶于奥氏体内部，奥氏体稳定性(即硬化倾向的增加)(2)热处理条件合金元素不能充分溶于吴氏。硬化倾向(4)不能降低硬质合金无元素钢(如45钢)1。图423是16Mn钢的CCT图以及组织和硬度的变化图。2.图中显示了焊接条件下靠近熔合区域(Tm=13001350)的t85冷却时间、相应

5、的组织和硬度。、3。降低影响CCT图的Ms点，其中碳的影响是最大(2)冷却速度的影响。随着冷却速度的提高，FeC合金中的A1、A3、A cm都移动到较低的温度，共同分析成分为C083到C0。4切换到0.8。b .马氏体增加滑动阻力，非均匀剪切以双胞胎进行，马氏体条带中的片状，3 .最高温度的影响(最高温度高)a .过冷奥氏体稳定性增加b .奥氏体晶粒粗糙度c .奥氏体稳定性增加，硬化倾向增加4 .晶粒粗糙度的影响不利于奥氏体变化，5。应力应变的影响a .拉应力存在时，奥氏体稳定性明显下降，CCT曲线左上偏移b .应力和应变均增加奥氏体内部能量，加速扩散过程，有利于扩散型相变的c .应力应变影响

6、马氏体转移，拉应力促进马氏体转移，即Ms上升和马氏体剪切应力还可以促进马氏体转换，正压力应力可以阻碍马氏体转换，第三焊接热影响区的组织结构和特性，1，焊接热影响区的组织分布(1)低碳钢和一些低合金钢(硬化钢)的HAZ可以分为四个区域(见图429)。1.融合区化学成分和组织性能都有很大的不平衡，对焊接接头的强度、韧性有很大影响。、2。过热区域a .温度范围在固体线以下1100台，金属处于过热状态，奥氏体颗粒发生严重增长现象，冷却后粗组织b .气焊和传记渣焊接条件下，在过热的粗晶区域经常发生脆性或裂纹。，不完全再结晶区a. Ac lAc3范围内的热影响区仅在B. Ac lAc3范围内的部分组织中发

7、生相变再结晶过程，成为颗粒显微铁素体和珠光体，其他部分不能溶于奥氏体铁氧体，成为粗铁素体C。晶粒大小差异，组织不平衡，机械性能不平衡5。(b)硬化钢1完全淬火区域a. Ac3以上区域b .钢的硬化倾向较大，焊接后淬火组织(马斯体)c .靠近焊接(与低碳钢过热区域相同)，颗粒生长严重，与粗马氏体、净化球部位相对应的小马氏体，2 .不完全淬火区a .母材加热到AclAc3温度之间的热影响区b。铁牛体不变，生长到多种程度，形成马氏体-铁牛体的组织，3。回火区域(Acl以下区域)a .母材在焊接前回火状态b .焊接，热影响区高于牙齿温度的区域，组织性能发生变化，软化现象4 .以母材、软钢为例，可以比较热影响区各部分经历的焊接热循环。铁碳合金状态图的组织转换总结为图434所示焊接热影响区划分方法的新建议。具体的分割方案如图435所示，热影响区各部分的组织特征是表411所示的焊接热影响区各部分的名称和包含的范围如表412所示，、2、焊接热影响区(HAZ)的性能，(1)焊接热影响区的硬化1。京华：根据成分对硬化倾向的影响(钢中合金元素(包括碳)对硬化(包括冷热、脆化等)的影响，相当数量的碳，b .国际焊接学会推荐