一、焊縫的一次結晶組織有何特征?
答:焊接熔池的結晶也遵循一般液體金屬結晶的基本規律:形成晶核和晶核長大。焊接熔池中的液體金屬在凝固時,通常融合區母材上的半融化晶粒成為晶核。
然后晶核吸附周圍液體的原子進行長大,由于晶體是沿著與導熱方向相反的方向成長,同時它也向著兩側方向成長,但由于受到相鄰的正在生長的晶體所阻擋,因此晶體形成柱狀形態的晶體稱為柱狀晶。
此外,在一定條件下,熔池中的液體金屬在凝固時也會產生自發晶核,如果散熱是沿各個方向進行,則晶體就沿各個方向均勻地長成晶粒狀晶體,這種晶體稱為等軸晶。焊縫中通常見到的柱狀晶,在一定條件下,焊縫中心也會出現等軸晶。
二、焊縫的二次結晶組織有何特征?
答:焊縫金屬的組織,在一次結晶之后金屬繼續冷卻到相變溫度以下,又發生金相組織的變化,如低碳鋼焊接時,一次結晶的晶粒都是奧氏體晶粒,當冷卻到低于相變溫度時,奧氏體分解為鐵素體和珠光體,所以二次結晶后的組織大部分是鐵素體加少量珠光體。
但由于焊縫的冷卻速度較快,所得珠光體含量一般比平衡組織中的含量大,冷卻速度越快,珠光體含量越高,而鐵素體量越少,硬度和強度也都有所提高,而塑性和韌性則有所降低。經二次結晶后,得到室溫下的實際組織。不同鋼材在不同焊接工藝條件下所得到的焊縫組織是不同的。
三、以低碳鋼為例說明焊縫金屬二次結晶后得到什么組織?
答:以低塑鋼為例,一次結晶的組織為奧氏體,焊縫金屬固態相變過程稱為焊縫金屬的二次結晶。二次結晶的顯微組織為鐵素體和珠光體。
在低碳鋼的平衡組織中,焊縫金屬含碳量很低,其組織為粗大的柱狀鐵素體加少量珠光體。由于焊縫冷卻速度大,鐵素體不能按鐵碳相圖全部析出,結果珠光體的含量一般都較平緩組織中的含量大。冷卻速度大還會使晶粒細化,金屬的硬度和強度也有所提高。由于鐵素體的減少和珠光體的增加也會使硬度增加,而塑性下降。
因此,焊縫最后得到的組織是由金屬的成分和冷卻條件來決定的。由于焊接過程的特點,焊縫金屬組織較細,所以焊縫金屬比鑄造狀態組織性能要好。