西安工大焊接冶金學(xué)基本原理-第4章 焊接熱影響區(qū)

1、西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院School of Material and Chemical Engineering焊接冶金學(xué)焊接冶金學(xué)-基本原理基本原理主講主講:惠增哲惠增哲 王喜鋒王喜鋒西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院2012年年10月月共4學(xué)時(shí)西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院School of Material and Chemical Engineering第第4 4章章 焊接熱影響區(qū)焊接熱影響區(qū)第第4章章 焊接熱影響區(qū)焊接熱影響區(qū)內(nèi)容：內(nèi)容：焊接熱影響區(qū)組織轉(zhuǎn)變特點(diǎn)焊接熱影響區(qū)組織轉(zhuǎn)變特點(diǎn)焊接熱影響區(qū)的組織和性能焊接熱影響區(qū)的組織和性能西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院西

2、安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院School of Material and Chemical Engineering第第4 4章章 焊接熱影響區(qū)焊接熱影響區(qū)從幾個(gè)問題開始從幾個(gè)問題開始焊接熱影響區(qū)組織和性能焊接熱影響區(qū)組織和性能被焊金屬與合金系統(tǒng)的特點(diǎn)被焊金屬與合金系統(tǒng)的特點(diǎn)有相變材料有相變材料無相變材料無相變材料焊前母材的原始狀態(tài)焊前母材的原始狀態(tài)冷作硬化狀態(tài)冷作硬化狀態(tài) 退火軟化區(qū)退火軟化區(qū)熱處理強(qiáng)化狀態(tài)熱處理強(qiáng)化狀態(tài) 退火軟化區(qū)退火軟化區(qū)退火狀態(tài)退火狀態(tài) 易淬火材料出現(xiàn)淬火硬化區(qū)易淬火材料出現(xiàn)淬火硬化區(qū)西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院School of Material and Chemic

3、al Engineering第第4 4章章 焊接熱影響區(qū)焊接熱影響區(qū)4.1 焊接熱影響區(qū)的組織轉(zhuǎn)變特點(diǎn)焊接熱影響區(qū)的組織轉(zhuǎn)變特點(diǎn)4.1.1 焊接時(shí)加熱過程組織轉(zhuǎn)變的特點(diǎn)焊接時(shí)加熱過程組織轉(zhuǎn)變的特點(diǎn)4.1.2 焊接時(shí)冷卻過程組織轉(zhuǎn)變特點(diǎn)焊接時(shí)冷卻過程組織轉(zhuǎn)變特點(diǎn)4.1.3 焊接條件下的焊接條件下的CCT圖的建立及應(yīng)用圖的建立及應(yīng)用4.2 熱影響區(qū)的組織和性能熱影響區(qū)的組織和性能西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院School of Material and Chemical Engineering第第4 4章章 焊接熱影響區(qū)焊接熱影響區(qū)4.1 焊接熱影響區(qū)的組織轉(zhuǎn)變特點(diǎn)焊接熱影響區(qū)的組織轉(zhuǎn)變

4、特點(diǎn)焊接條件下與熱處理?xiàng)l件下焊接條件下與熱處理?xiàng)l件下 組織轉(zhuǎn)變，基本原理一致。組織轉(zhuǎn)變，基本原理一致。焊接條件下的特點(diǎn)：焊接條件下的特點(diǎn)：1 1、加熱的溫度高、加熱的溫度高 熱處理：最高熱處理：最高AC3AC3以上以上100-200100-200，例如，例如4545號鋼號鋼AC3AC3：770 770 焊接近縫區(qū)：接近熔點(diǎn)，焊接近縫區(qū)：接近熔點(diǎn)，1350 1350 2 2、加熱的速度快、加熱的速度快 比熱處理快幾十倍甚至上百倍。比熱處理快幾十倍甚至上百倍。3 3、高溫停留時(shí)間短、高溫停留時(shí)間短 手工電弧焊：手工電弧焊：4-20S4-20S，埋弧焊：，埋弧焊：20-40S20-40S。4 4、自

5、然條件下連續(xù)冷卻、自然條件下連續(xù)冷卻5 5、局部加熱、局部加熱這就給焊接時(shí)的組織轉(zhuǎn)變帶來特殊性，與熱處理有著不同的規(guī)律，這就給焊接時(shí)的組織轉(zhuǎn)變帶來特殊性，與熱處理有著不同的規(guī)律，必須建立焊接條件下的金屬學(xué)理論！必須建立焊接條件下的金屬學(xué)理論！西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院School of Material and Chemical Engineering第第4 4章章 焊接熱影響區(qū)焊接熱影響區(qū)4.1.1 焊接時(shí)加熱過程組織轉(zhuǎn)變的特點(diǎn)焊接時(shí)加熱過程組織轉(zhuǎn)變的特點(diǎn).加熱速度對相變點(diǎn)的影響加熱速度對相變點(diǎn)的影響 加熱速度越快（加熱速度越快（H ），），AC1和和AC3的溫度越高，溫差越大

6、。的溫度越高，溫差越大。.加熱速度對均質(zhì)化影響加熱速度對均質(zhì)化影響H快且快且tH小，小，均質(zhì)化差均質(zhì)化差.近縫區(qū)的晶粒長大近縫區(qū)的晶粒長大加熱過程影響冷卻過程組織轉(zhuǎn)變。加熱過程影響冷卻過程組織轉(zhuǎn)變。西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院School of Material and Chemical Engineering第第4 4章章 焊接熱影響區(qū)焊接熱影響區(qū)4.1.2 焊接時(shí)冷卻過程組織轉(zhuǎn)變特點(diǎn)焊接時(shí)冷卻過程組織轉(zhuǎn)變特點(diǎn) 金屬學(xué)理論的等溫轉(zhuǎn)變及連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變。金屬學(xué)理論的等溫轉(zhuǎn)變及連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變。 以以熔合區(qū)附近熔合區(qū)附近（薄弱地帶）為研究對象，分析冷卻組織轉(zhuǎn)變特（薄弱地帶）為研究對象，分析冷

7、卻組織轉(zhuǎn)變特點(diǎn)。點(diǎn)。 比較比較焊接條件下和熱處理?xiàng)l件焊接條件下和熱處理?xiàng)l件 奧氏體轉(zhuǎn)變的不同特點(diǎn)。奧氏體轉(zhuǎn)變的不同特點(diǎn)。 以以45鋼、鋼、40Cr為例為例,比較比較焊接條件下和熱處理?xiàng)l件下焊接條件下和熱處理?xiàng)l件下,在相同的在相同的冷卻速度下冷卻速度下組織轉(zhuǎn)變的差異組織轉(zhuǎn)變的差異。 閑問：這閑問：這2材料那個(gè)淬硬傾向大？材料那個(gè)淬硬傾向大？西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院School of Material and Chemical Engineering第第4 4章章 焊接熱影響區(qū)焊接熱影響區(qū)西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院School of Material and Chem

8、ical Engineering第第4 4章章 焊接熱影響區(qū)焊接熱影響區(qū)特征：特征：焊接條件下，焊接條件下，CCT曲線左移，曲線左移，淬硬傾向降低。淬硬傾向降低。原因：原因：碳化物合金元碳化物合金元素不能充分溶素不能充分溶解奧氏體內(nèi)部，解奧氏體內(nèi)部，不能增加奧氏不能增加奧氏體穩(wěn)定性（即體穩(wěn)定性（即增加淬硬傾增加淬硬傾向）。向）。西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院School of Material and Chemical Engineering第第4 4章章 焊接熱影響區(qū)焊接熱影響區(qū)特征：特征：焊接條件下焊接條件下CCT曲線右移，淬硬曲線右移，淬硬傾向增大。傾向增大。原因：原因：沒有碳

9、化物溶解沒有碳化物溶解過程，過程，近縫區(qū)近縫區(qū)粗粗化，淬硬傾向增化，淬硬傾向增大。大。西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院School of Material and Chemical Engineering第第4 4章章 焊接熱影響區(qū)焊接熱影響區(qū)必須建立焊接條件下的組織轉(zhuǎn)變理論！必須建立焊接條件下的組織轉(zhuǎn)變理論！西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院School of Material and Chemical Engineering第第4 4章章 焊接熱影響區(qū)焊接熱影響區(qū)4.1.3 焊接條件下的焊接條件下的CCT圖的建立及應(yīng)用圖的建立及應(yīng)用1.CCT圖的建立圖的建立采用焊接熱模擬試驗(yàn)

10、裝置來建立某種鋼的采用焊接熱模擬試驗(yàn)裝置來建立某種鋼的CCT圖。圖。2.意義意義 可預(yù)先估計(jì)熱影響區(qū)的組織性能可預(yù)先估計(jì)熱影響區(qū)的組織性能,或作為制定工藝或作為制定工藝,焊接線能量的焊接線能量的依據(jù)。依據(jù)。3.CCT圖的應(yīng)用圖的應(yīng)用 通過通過CCT圖可得到在不同的冷卻速度下的組織圖可得到在不同的冷卻速度下的組織,即估計(jì)組織。即估計(jì)組織。西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院School of Material and Chemical Engineering第第4 4章章 焊接熱影響區(qū)焊接熱影響區(qū)西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院School of Material and Chemi

11、cal Engineering第第4 4章章 焊接熱影響區(qū)焊接熱影響區(qū)西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院School of Material and Chemical Engineering第第4 4章章 焊接熱影響區(qū)焊接熱影響區(qū)4 影響影響CCT圖的因素圖的因素（1）母材化學(xué)成分）母材化學(xué)成分 除鈷外，均使曲線右移，增加淬硬傾向。除鈷外，均使曲線右移，增加淬硬傾向。（2）冷卻速度的影響）冷卻速度的影響 A1 A3 ACM均下移，共析點(diǎn)變化，轉(zhuǎn)變產(chǎn)物變化。均下移，共析點(diǎn)變化，轉(zhuǎn)變產(chǎn)物變化。（3）峰值溫度的影響）峰值溫度的影響 TM高，過冷奧氏體穩(wěn)定性增加，晶粒粗化，高，過冷奧氏體穩(wěn)定性增

12、加，晶粒粗化，CCT曲線右移。曲線右移。（4）晶粒粗化的影響）晶粒粗化的影響 晶粒粗化，奧氏體穩(wěn)定性增加，晶粒粗化，奧氏體穩(wěn)定性增加，CCT曲線右移。曲線右移。（5） 應(yīng)力應(yīng)變的影響應(yīng)力應(yīng)變的影響 拉應(yīng)力降低奧氏體穩(wěn)定性，拉應(yīng)力降低奧氏體穩(wěn)定性，CCT曲線左移。曲線左移。西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院School of Material and Chemical Engineering第第4 4章章 焊接熱影響區(qū)焊接熱影響區(qū)4.1 焊接熱影響區(qū)的組織轉(zhuǎn)變特點(diǎn)焊接熱影響區(qū)的組織轉(zhuǎn)變特點(diǎn)4.2 熱影響區(qū)的組織和性能熱影響區(qū)的組織和性能4.2.1 熱影響區(qū)組織分布熱影響區(qū)組織分布4.2.2

13、 熱影響區(qū)的性能熱影響區(qū)的性能西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院School of Material and Chemical Engineering第第4 4章章 焊接熱影響區(qū)焊接熱影響區(qū)4.2 熱影響區(qū)的組織和性能熱影響區(qū)的組織和性能低碳鋼熱影響區(qū)低碳鋼熱影響區(qū)西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院School of Material and Chemical Engineering第第4 4章章 焊接熱影響區(qū)焊接熱影響區(qū)4.2.1 熱影響區(qū)組織分布熱影響區(qū)組織分布1、不易淬火鋼的熱影響區(qū)、不易淬火鋼的熱影響區(qū)的組織分布（低碳鋼和某的組織分布（低碳鋼和某些低合金鋼，些低合金鋼，16

14、Mn等）等）熱影響區(qū)根據(jù)組織特征，可分熱影響區(qū)根據(jù)組織特征，可分為，熔合區(qū)、過熱區(qū)、相變重為，熔合區(qū)、過熱區(qū)、相變重結(jié)晶區(qū)（正火區(qū)），不完全重結(jié)晶區(qū)（正火區(qū)），不完全重結(jié)晶區(qū)等。結(jié)晶區(qū)等。本課程按本課程按 如下劃分如下劃分：過熱區(qū)、：過熱區(qū)、相變重結(jié)晶區(qū)，不完全重結(jié)晶相變重結(jié)晶區(qū)，不完全重結(jié)晶區(qū)，再結(jié)晶區(qū)，（脆化區(qū)）。區(qū)，再結(jié)晶區(qū)，（脆化區(qū)）。西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院School of Material and Chemical Engineering第第4 4章章 焊接熱影響區(qū)焊接熱影響區(qū)（1）、過熱區(qū)）、過熱區(qū)u溫度：溫度：1100-1490 （包晶轉(zhuǎn)變線（包晶轉(zhuǎn)變線149

15、51495，跟成分有關(guān)），跟成分有關(guān)）u現(xiàn)象：加熱溫度高，在固相線附近，一些難熔質(zhì)點(diǎn)如碳化物現(xiàn)象：加熱溫度高，在固相線附近，一些難熔質(zhì)點(diǎn)如碳化物和氮化物等溶入奧氏體，奧氏體晶粒和氮化物等溶入奧氏體，奧氏體晶粒嚴(yán)重長大嚴(yán)重長大。u組織：粗大的奧氏體在較快的冷卻速度下形成粗大的組織：粗大的奧氏體在較快的冷卻速度下形成粗大的F和和P,甚至過熱組織甚至過熱組織魏氏組織魏氏組織u性能：脆性大，韌性很低。性能：脆性大，韌性很低。薄弱地帶。薄弱地帶。西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院School of Material and Chemical Engineering第第4 4章章 焊接熱影響區(qū)焊接熱

16、影響區(qū)（2）、相變重結(jié)晶區(qū)（正火區(qū)或細(xì)晶區(qū)）、相變重結(jié)晶區(qū)（正火區(qū)或細(xì)晶區(qū)）u溫度：溫度：AC3-1100 u現(xiàn)象：加熱和冷卻過程中經(jīng)受了兩次重結(jié)晶相變，使晶粒得現(xiàn)象：加熱和冷卻過程中經(jīng)受了兩次重結(jié)晶相變，使晶粒得到顯著的細(xì)化。到顯著的細(xì)化。u組織：均勻細(xì)小的組織：均勻細(xì)小的P和和F,相當(dāng)于低碳鋼正火處理后的組織。相當(dāng)于低碳鋼正火處理后的組織。u性能：塑性、韌性都很好，性能：塑性、韌性都很好， 較好的綜合性能較好的綜合性能西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院School of Material and Chemical Engineering第第4 4章章 焊接熱影響區(qū)焊接熱影響區(qū)（3）、

17、不完全重結(jié)晶區(qū)（不完全正火區(qū)）、不完全重結(jié)晶區(qū)（不完全正火區(qū)）溫度：溫度：AC1-AC3現(xiàn)象：加熱溫度現(xiàn)象：加熱溫度Ac1到到Ac3之間，只有部分金屬經(jīng)受了重結(jié)晶相之間，只有部分金屬經(jīng)受了重結(jié)晶相變變組織：粗大鐵素體晶粒和細(xì)晶粒（組織：粗大鐵素體晶粒和細(xì)晶粒（P+F）的混合區(qū)，組織不均）的混合區(qū)，組織不均勻。勻。性能：性能不均勻，韌性低于完全重結(jié)晶區(qū)性能：性能不均勻，韌性低于完全重結(jié)晶區(qū)西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院School of Material and Chemical Engineering第第4 4章章 焊接熱影響區(qū)焊接熱影響區(qū)（4）、再結(jié)晶區(qū)（針對冷軋態(tài)母材，熱軋態(tài)無此

18、區(qū)）、再結(jié)晶區(qū)（針對冷軋態(tài)母材，熱軋態(tài)無此區(qū)）u溫度：溫度：500 -AC1u現(xiàn)象：加熱溫度現(xiàn)象：加熱溫度500 到到Ac1之間，金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)不發(fā)生之間，金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)不發(fā)生變化，只有晶粒外形的變化變化，只有晶粒外形的變化u組織：等軸鐵素體晶粒組織：等軸鐵素體晶粒u性能：強(qiáng)度、硬度低于母材，塑性和韌性提高。再結(jié)晶區(qū)為性能：強(qiáng)度、硬度低于母材，塑性和韌性提高。再結(jié)晶區(qū)為接頭的接頭的軟化區(qū)軟化區(qū)。另：對時(shí)效應(yīng)變敏感強(qiáng)的金屬，存在一個(gè)組織上與母材沒有差另：對時(shí)效應(yīng)變敏感強(qiáng)的金屬，存在一個(gè)組織上與母材沒有差別，但塑性、韌性顯著低于母材的脆化區(qū)，一般認(rèn)為是熱應(yīng)別，但塑性、韌性顯著低于母材的脆化區(qū)，一般

19、認(rèn)為是熱應(yīng)變時(shí)效脆化。變時(shí)效脆化。西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院School of Material and Chemical Engineering第第4 4章章 焊接熱影響區(qū)焊接熱影響區(qū)16Mn鋼焊接熱 影響區(qū)焊縫金屬母材熔合區(qū)過熱 區(qū)不完全重結(jié)晶區(qū)西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院School of Material and Chemical Engineering第第4 4章章 焊接熱影響區(qū)焊接熱影響區(qū)2、易淬火鋼熱影響區(qū)的組織分布、易淬火鋼熱影響區(qū)的組織分布跟母材焊前熱處理狀態(tài)有關(guān)。跟母材焊前熱處理狀態(tài)有關(guān)。 母材焊前調(diào)質(zhì)（或母材焊前調(diào)質(zhì)（或 淬火淬火+中溫中溫回火，

20、淬火回火，淬火+低溫回火）：完低溫回火）：完全淬火區(qū)，不完全淬火區(qū)，全淬火區(qū)，不完全淬火區(qū)，回火區(qū)。回火區(qū)。 母材焊前退火或正火：完全母材焊前退火或正火：完全淬火區(qū)和不完全淬火區(qū)。淬火區(qū)和不完全淬火區(qū)。西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院School of Material and Chemical Engineering第第4 4章章 焊接熱影響區(qū)焊接熱影響區(qū)（1）完全淬火區(qū)）完全淬火區(qū)u溫度：溫度：AC3 以上（即不易淬火鋼的過熱區(qū)和正火區(qū)）以上（即不易淬火鋼的過熱區(qū)和正火區(qū)）u現(xiàn)象：快冷形成淬火組織現(xiàn)象：快冷形成淬火組織u組織：粗馬氏體（相當(dāng)于過熱區(qū)）組織：粗馬氏體（相當(dāng)于過熱區(qū)）

21、+細(xì)馬氏體（相當(dāng)于正火區(qū)）細(xì)馬氏體（相當(dāng)于正火區(qū)）u性能：高硬度、低塑性韌性。性能：高硬度、低塑性韌性。西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院School of Material and Chemical Engineering第第4 4章章 焊接熱影響區(qū)焊接熱影響區(qū)（2）不完全淬火區(qū)）不完全淬火區(qū)溫度：溫度：AC1-AC3(即不易淬火鋼的不完全重結(jié)晶區(qū)）即不易淬火鋼的不完全重結(jié)晶區(qū)）現(xiàn)象：鐵素體基本不變，但長大，現(xiàn)象：鐵素體基本不變，但長大，P、B、S加熱轉(zhuǎn)換為加熱轉(zhuǎn)換為A,冷卻冷卻轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)镸組織：鐵素體和馬氏體等組織：鐵素體和馬氏體等性能：脆性大、韌性低。性能：脆性大、韌性低。西安工

22、業(yè)大學(xué)材化學(xué)院西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院School of Material and Chemical Engineering第第4 4章章 焊接熱影響區(qū)焊接熱影響區(qū)溫度：原回火溫度溫度：原回火溫度-AC1現(xiàn)象：高于原回火溫度的區(qū)域發(fā)生現(xiàn)象：高于原回火溫度的區(qū)域發(fā)生回火，原回火溫度越低，熱影響回火，原回火溫度越低，熱影響區(qū)的回火區(qū)越大，組織性能變化區(qū)的回火區(qū)越大，組織性能變化較大較大組織：回火組織組織：回火組織性能：回火軟化，性能：回火軟化，AC1附近軟化最附近軟化最大，強(qiáng)度最低，大，強(qiáng)度最低，又一薄弱環(huán)節(jié)。又一薄弱環(huán)節(jié)。（3）回火區(qū)）回火區(qū)西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院School of

23、 Material and Chemical Engineering第第4 4章章 焊接熱影響區(qū)焊接熱影響區(qū)其它材料，如高其它材料，如高溫合金等熱影響區(qū)溫合金等熱影響區(qū)的組織更復(fù)雜。的組織更復(fù)雜。熱影響區(qū)的熱影響區(qū)的組織組織分布是不均勻的，分布是不均勻的，因而在因而在性能性能上也不上也不均勻，過熱區(qū)是一均勻，過熱區(qū)是一薄弱地帶。薄弱地帶。以上討論的是一以上討論的是一般情況。般情況。西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院School of Material and Chemical Engineering第第4 4章章 焊接熱影響區(qū)焊接熱影響區(qū)西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院Schoo

24、l of Material and Chemical Engineering第第4 4章章 焊接熱影響區(qū)焊接熱影響區(qū)西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院School of Material and Chemical Engineering第第4 4章章 焊接熱影響區(qū)焊接熱影響區(qū)4.2.2 熱影響區(qū)的性能熱影響區(qū)的性能一般考慮一般考慮硬化硬化、脆化脆化、軟化及綜合力學(xué)性能軟化及綜合力學(xué)性能等，或根據(jù)具體結(jié)構(gòu)等，或根據(jù)具體結(jié)構(gòu)考核考核腐蝕腐蝕、疲勞疲勞等性能。等性能。1、焊接熱影響區(qū)的硬化、焊接熱影響區(qū)的硬化 熱影響區(qū)硬度是評價(jià)鋼種淬硬傾向的重要指標(biāo)。熱影響區(qū)硬度是評價(jià)鋼種淬硬傾向的重要指標(biāo)。

25、 因組織分布不均勻，所以硬度分布不均勻因組織分布不均勻，所以硬度分布不均勻 出現(xiàn)出現(xiàn)最高硬度最高硬度Hmax（一般在熔合線附近），（一般在熔合線附近）， Hmax可間接判斷可間接判斷HAZ的性能，如強(qiáng)度、韌性、脆性及抗裂性。的性能，如強(qiáng)度、韌性、脆性及抗裂性。 Hmax出現(xiàn)原因？出現(xiàn)原因？西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院School of Material and Chemical Engineering第第4 4章章 焊接熱影響區(qū)焊接熱影響區(qū)西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院School of Material and Chemical Engineering第第4 4章章 焊

26、接熱影響區(qū)焊接熱影響區(qū)（1）碳當(dāng)量（）碳當(dāng)量（Carbon Equivalent)簡稱簡稱Ceq或或CE，是反映鋼中化學(xué)成分對硬化程度的影，是反映鋼中化學(xué)成分對硬化程度的影響，它是把鋼種合金元素（包括碳）按其對淬硬（包響，它是把鋼種合金元素（包括碳）按其對淬硬（包括冷裂、脆化等）的影響程度折合碳的相當(dāng)含量。括冷裂、脆化等）的影響程度折合碳的相當(dāng)含量。國際焊接學(xué)會(huì)國際焊接學(xué)會(huì)(C0.18%,中等強(qiáng)度非調(diào)質(zhì)低合金鋼中等強(qiáng)度非調(diào)質(zhì)低合金鋼)5156)(VMoCrNiCuMnCCEIIW日本焊接學(xué)會(huì)日本焊接學(xué)會(huì)(C0.18%，較高強(qiáng)度低合金高強(qiáng)鋼，較高強(qiáng)度低合金高強(qiáng)鋼)144540246)(VMoCr

27、NiSiMnCCeqWES日本伊藤，日本伊藤，C0.17%，b=400900MPa的低合金高強(qiáng)鋼的低合金高強(qiáng)鋼 ()20.0053IIWcmCCEP西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院School of Material and Chemical Engineering第第4 4章章 焊接熱影響區(qū)焊接熱影響區(qū)日本鈴木，百合岡，近年來常用的公式（日本鈴木，百合岡，近年來常用的公式（C=0.034%0.254%)( )5241615155SiMnCuNiCrMoVNbCENCA CB西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院School of Material and Chemical Engi

28、neering第第4 4章章 焊接熱影響區(qū)焊接熱影響區(qū)（2）碳當(dāng)量碳當(dāng)量及及冷卻時(shí)間冷卻時(shí)間與與HAZ最高硬度最高硬度Hmax的關(guān)系的關(guān)系西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院School of Material and Chemical Engineering第第4 4章章 焊接熱影響區(qū)焊接熱影響區(qū)西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院School of Material and Chemical Engineering第第4 4章章 焊接熱影響區(qū)焊接熱影響區(qū)（2）碳當(dāng)量碳當(dāng)量及及冷卻時(shí)間冷卻時(shí)間與與HAZ最高硬度最高硬度Hmax的關(guān)系的關(guān)系 Hmax與鋼種化學(xué)成份及冷卻條件有關(guān)，與鋼種

29、化學(xué)成份及冷卻條件有關(guān)，是碳當(dāng)量及是碳當(dāng)量及t8/5的函數(shù)的函數(shù)。一般來講碳當(dāng)量越大、一般來講碳當(dāng)量越大、 t8/5越小，最高硬度越小，最高硬度Hmax越大，熱影響越大，熱影響區(qū)的淬硬傾向（如脆化、冷裂）越大。區(qū)的淬硬傾向（如脆化、冷裂）越大。HAZ最高硬度是反映鋼種焊接性的重要標(biāo)志，比碳當(dāng)量更準(zhǔn)確，最高硬度是反映鋼種焊接性的重要標(biāo)志，比碳當(dāng)量更準(zhǔn)確，每一鋼種有其允許最大允許每一鋼種有其允許最大允許Hmax 。 母材成分一定時(shí)，只能通過增加母材成分一定時(shí)，只能通過增加t8/5實(shí)現(xiàn)降低實(shí)現(xiàn)降低Hmax，也就說通過，也就說通過調(diào)整焊接工藝來改善，如預(yù)熱、緩冷等。調(diào)整焊接工藝來改善，如預(yù)熱、緩冷等。

30、max8/5(,)eqHf Ct國產(chǎn)鋼硬度計(jì)算公式國產(chǎn)鋼硬度計(jì)算公式當(dāng)t8/5 M100 Hmax=52.0+147.0Pcm 81lg t8/5西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院School of Material and Chemical Engineering第第4 4章章 焊接熱影響區(qū)焊接熱影響區(qū)鈴木公式鈴木公式max8/5H8842871 exp(lg t-y)KCKa粗略估計(jì)：粗略估計(jì)：Hmax(HV10)=140+1089Pcm 8.2t8/523715331157cmKCP26655322280cmPaK7.726.000.03cmyPC；。西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院西安工業(yè)大

31、學(xué)材化學(xué)院School of Material and Chemical Engineering第第4 4章章 焊接熱影響區(qū)焊接熱影響區(qū)(3)最低硬度最低硬度西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院School of Material and Chemical Engineering第第4 4章章 焊接熱影響區(qū)焊接熱影響區(qū)2、焊接熱影響區(qū)的軟化、焊接熱影響區(qū)的軟化經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理（或其它淬火的）經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理（或其它淬火的）的高強(qiáng)鋼的高強(qiáng)鋼 和經(jīng)沉淀強(qiáng)化及彌散和經(jīng)沉淀強(qiáng)化及彌散強(qiáng)化的合金，焊接后強(qiáng)化的合金，焊接后HAZ出現(xiàn)出現(xiàn)軟化及失強(qiáng)。軟化及失強(qiáng)。（1）調(diào)質(zhì)鋼的軟化）調(diào)質(zhì)鋼的軟化 a.焊前回火溫度

32、越低，即強(qiáng)化焊前回火溫度越低，即強(qiáng)化程度越大，軟化相對越嚴(yán)重。程度越大，軟化相對越嚴(yán)重。b.一般軟化最大部位在一般軟化最大部位在AC1附近。附近。原因？原因？西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院School of Material and Chemical Engineering第第4 4章章 焊接熱影響區(qū)焊接熱影響區(qū)（2）熱處理強(qiáng)化合金）熱處理強(qiáng)化合金HAZ的軟化的軟化具有熱處理強(qiáng)化合金，可能會(huì)出現(xiàn)具有熱處理強(qiáng)化合金，可能會(huì)出現(xiàn)HAZ的軟化。的軟化。比如比如LY12的過時(shí)效軟化等。的過時(shí)效軟化等。西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院School of Material and Chemical Engineering第第4 4章章 焊接熱影響區(qū)焊接熱影響區(qū)3熱影響區(qū)的脆化熱影響區(qū)的脆化碳錳鋼焊接熱影響區(qū)的韌性分布碳錳鋼焊接熱影響區(qū)的韌性分布I一過熱區(qū)一過熱區(qū) 一完全重結(jié)晶區(qū)一完全重結(jié)晶區(qū) 一不完全重結(jié)晶區(qū)一不完全重結(jié)晶區(qū) 一藍(lán)脆區(qū)一藍(lán)脆區(qū)西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院西安工業(yè)大學(xué)材化學(xué)院School of Material and Chemical Engineering第第4 4章章 焊接熱影響區(qū)焊接熱影響區(qū)3