金相學(xué)的作用

1、金相學(xué)講義一、金相學(xué)金屬和合金的性能取決于它的成分和組織結(jié)構(gòu)。金相學(xué)指利用顯微鏡來研究金屬中相的形貌；其后隨著各種相關(guān)的學(xué)科和技術(shù)的發(fā)展，“金相學(xué)”的覆蓋面逐漸擴大，經(jīng)而成為綜合地研究金屬和合金成分、組織與性能關(guān)系的科學(xué)，其研究手段也推廣到肉眼、放大鏡、光學(xué)顯微鏡、電子顯微鏡以及X射線衍射等。二、金相學(xué)的作用1、 合金鋼熱處理的研究 鋼的熱處理原理是以鋼在加熱和冷卻過程中的相變?yōu)橐罁?jù)的，金相技術(shù)則是相變研究的重要手段。利用金相法研究不同鋼種在不同溫度下的等溫分解過程，并綜合成等溫轉(zhuǎn)變曲線，從中引出了臨界淬火速度的概念，明確了不同合金元素對淬透性的影響。形狀記憶合金也是通過金相分析而發(fā)現(xiàn)的。人們

2、對Cu-Zn合金作高溫金相分析發(fā)現(xiàn)，馬氏體針隨溫度的升降，長度會縮短和伸長，此類馬氏體稱為熱彈性馬氏體，具有形狀記憶效應(yīng)。在冷卻時使它變形，再加熱到臨界點以上時，又恢復(fù)到原有形狀。2、 控制機械產(chǎn)品的質(zhì)量產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的每一個環(huán)節(jié)，比如我們鍋爐行業(yè)，從原材料驗收、焊接工藝評定、加工工藝的控制的質(zhì)量評定等，都要分別按照不同的標準，通過金相和其他的檢驗來確定合格與否。 3、 失效分析 機械裝備和零件在使用過程中難以避免的，會出現(xiàn)變形、斷裂、磨損及腐蝕等形式的失效，分析失效原因，并找出預(yù)防及補救措施，就是失效分析。失效分析涉及眾多學(xué)科和技術(shù)，需要廣泛收集原始資料并運用多種技術(shù)手段進行測試分析。其中對

3、于判別失效最重要和最廣泛的手段就是金相分析，而某些失效事故往往只須金相分析就可做出結(jié)論。三、金相學(xué)的發(fā)展概況1、 金相顯微鏡 金相顯微鏡是專門用于觀察金屬和礦物等不透明物體金相組織的顯微鏡。這些不透明物體無法在普通的透射光顯微鏡中觀察，故金相和普通顯微鏡的主要差別在于前者以反射光，而后者以透射光照明。在金相顯微鏡中照明光束從物鏡方向射到被觀察物體表面，被物面反射后再返回物鏡成像。這種反射照明方式也廣泛用于集成電路硅片的檢測工作。 金相顯微鏡是金相分析的主要儀器。20世紀初使用開始使用倒立式金相顯微鏡，影響成像質(zhì)量的主要因素是像差，特別是色差和像域彎曲。早期采用延長攝影距離的辦法來改進，所以出現(xiàn)

4、了大型的臥式顯微鏡，如東德的Neophot系列。60 年代后，金相專用的平場寬視域物鏡的研制成功，無需長距離投影已經(jīng)可以保證攝影質(zhì)量。目前金相顯微鏡采用立式投影，結(jié)構(gòu)緊湊。采用高分辨率的攝像頭或更高分辨率的數(shù)碼相機進行金相照片拍攝，既提高了效率，也降低了成本。 光學(xué)顯微鏡的景深與物鏡的數(shù)值孔徑成反比，隨著放大倍數(shù)的加大，景深迅速下降。尤其是用侵蝕法顯示組織，試樣上的凹陷深度一般為數(shù)微米，超出了油浸物鏡的景深。 80年代后期推出“共焦激光掃描顯微鏡”利用激光束掃描試樣，解決了光學(xué)顯微鏡景深淺的問題，分辨率也有所提高。2、 制樣技術(shù) 金相試樣絕大多數(shù)需要經(jīng)過研磨、拋光、合適的組織顯示，才能進行觀察

5、和分析。如果使用不正確的制樣程序，會造成假象，即觀察到的圖像并不是真正的內(nèi)部組織狀態(tài)，而是偽組織。試樣在機械研磨、拋光的過程中，表層發(fā)生了嚴重的塑性變形。所以試樣制備技術(shù)對于金相研究具有重要的意義，也是金相學(xué)中最活躍的研究領(lǐng)域。 侵蝕試劑是顯示組織的重要手段。至今金屬和合金的侵蝕試劑已經(jīng)有數(shù)百種。另外還采用了真空沉積、電解陽極、熱染、真空陽極及磁侵等侵蝕技術(shù)。其中值得重視的是恒電位控制法，用于電解和拋光不同金屬或不同狀態(tài)的金屬的同種金屬，對顯微組織中的析出相、碳化物進行侵蝕或進行選擇性侵蝕。比一般的侵蝕方法更有效、可靠，而且具有良好的重現(xiàn)性。 國外已經(jīng)研制了系列化的制樣設(shè)備，并推薦了適用于不同

6、材料的制樣規(guī)范，致力于壓縮制樣步驟，提高制樣質(zhì)量和縮短制樣時間。3、 分析技術(shù) 金相組織的判定是金相分析的核心，它包括定性和定量兩方面。在常規(guī)的金相檢驗中，以各種金相檢驗標準作為判定的依據(jù)。我國已經(jīng)相繼發(fā)布和修訂了包括國標和部標在內(nèi)的金相標準100余種，內(nèi)容涉及鋼鐵、非鐵材料冶金產(chǎn)品以及汽車，機械、焊接等各種典型零部件的金相檢驗標準。 金相組織的評定正在由定性分析向定量分析發(fā)展，并已逐步體現(xiàn)在金相檢驗標準中。如YB27-77鋼的晶粒度測定法對晶粒度的測定方法規(guī)定“一般采用比較法”，GB6394-1986鋼的平均晶粒度測定法等效采用美國ASTM E112-81，同時規(guī)定了采用比較法、面積法、截點

7、法三種方法。2002年根據(jù)ASTM E112-96對GB/T6394重新起草發(fā)布。由于測量誤差正比于測量次數(shù)平方根的倒數(shù)，因此要提高測量精度，所需測量次數(shù)應(yīng)以二次方律增長，而手工測量難以滿足這一要求。于是出現(xiàn)了圖像分析儀。利用計算機來完成成百上千次的重復(fù)測量和運算，從而為定量金相的應(yīng)用創(chuàng)造了條件。 圖像分析儀可以測出面積、周長、直徑等參數(shù)。把這些基本的參數(shù)進行不同組合，可完成復(fù)雜的圖像識別功能。再將處理結(jié)果進行轉(zhuǎn)換，獲得最終結(jié)果。四、宏觀組織檢驗1、概述： 用肉眼或借助于30倍以下的放大鏡對金屬的組織結(jié)構(gòu)和缺陷進行檢查。這是一種較古老的檢驗方法，也是控制金屬材料和產(chǎn)品質(zhì)量、研究鑄造和加工工藝的

8、一種重要而簡便的方法，是其它儀器和手段所無法替代的。 目前通常的宏觀組織檢查的內(nèi)容有：斷口檢查、酸蝕試樣、塔形試樣、元素的接觸印痕檢查。 焊接接頭主要檢查焊接缺陷、熔深和焊角尺寸。2、斷口檢驗 在材料被折斷的斷口上，記錄著許多有關(guān)材料質(zhì)量方面的內(nèi)容，如白點、過燒、過熱、夾雜、氣孔等。斷口檢驗包括宏觀和微觀（掃描電鏡）兩方面。斷口檢驗一般采用縱向斷口。 蒸汽鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程第110條也規(guī)定了斷口檢驗，但這和上面說的斷口檢驗不同，這里是用壓斷的斷口檢驗代替射線探傷，確定焊接的裂紋、未熔合、未焊透、內(nèi)凹、氣孔、夾渣等缺陷。檢查的內(nèi)容基本與考規(guī)中的壓斷試驗相同。白點：20Cr2Ni4，黑色裂縫為白

9、點白點：34CrMo，鍛造后冷卻較快，氫不及逸出。夾雜：35#，破壞了基體的連續(xù)，降低力學(xué)性能過熱：50#，鐵素體呈等邊三角形的魏氏組織過熱：35#，鐵素體互相垂直的魏氏組織過熱：GCr15，呈魏氏組織的碳化物過熱：20 #滲碳后淬火，形成粗大馬氏體過燒：20MnMo，鍛造溫度過高，網(wǎng)絡(luò)狀氧化物過燒：45#，鍛造過燒，晶界處分布氧化物網(wǎng)絡(luò)過燒裂紋：60#，鍛造鐓粗時，出現(xiàn)橘皮狀裂紋過燒：斷口晶粒極為粗大，并覆有氧化鐵皮皮下氣泡形成的開裂右圖：皮下氣泡鍛造是形成的表面裂紋中心疏松：2Cr13，軋制后退火，軋制壓縮比不夠。疏松：球墨鑄鐵，凝固時中心得不到液體補充。方形液析：38CrMoAl，澆注溫

10、度較高所致。使鋼材性能表面于內(nèi)部不一致。方形液析：低碳鋼管胚，軋制后，液析區(qū)保留在進鋼胚表面處。點狀液析：45#，熱軋，承受交變載荷的部件，使用中極易斷裂。方形和點狀液析：沸騰鋼，熱軋劃痕：40 Cr，熱軋時，軋槽內(nèi)有毛刺，使通過的材料表面產(chǎn)生劃痕折疊：40Cr，軋制時凸出的尖角未能及時去處，被壓入主體金屬內(nèi)。縫隙：熱軋時形成的表面缺陷，深度可達1mm。大大降低材料的耐疲勞強度。脫碳：60Si2，熱軋，氧化氣氛中加熱時間過長3、酸蝕試驗 有熱酸蝕、冷酸蝕和電解酸蝕三種，以熱酸蝕效果最好。用于顯示結(jié)晶或加工造成的組織特征細節(jié)、化學(xué)不均勻性，以及物理不均勻性。4、塔形檢驗方法 將鋼材車削制成不同直

11、徑的階梯試樣，用酸蝕或磁力探傷方法檢驗鋼中發(fā)紋的情況。 發(fā)文是港內(nèi)夾雜物、氣孔、疏松和空隙沿加工方向伸展排列而成的線狀缺陷。解決發(fā)紋的根本途徑是提高鋼的純凈度。手段如精煉、重熔等。5、硫印試驗 通過預(yù)先在硫酸溶液中浸泡過的相紙覆蓋在鋼樣上，得到的印跡來確定鋼中硫化物夾雜的分布位置。 原理是H2S析出使感光乳劑的鹵化銀轉(zhuǎn)變?yōu)榱蚧y而變黑，從而顯示出六的分布印跡。6、鋼中常見的宏觀缺陷及評定原則 （1）一般疏松：在整個試塊商城均勻分布的細小暗點或空隙。 評定原則：根據(jù)分散在整個截面上的暗點和空隙的數(shù)量、大小及分布狀態(tài)，并考慮枝晶的促膝而定，分為4個級別。 （2）中心疏松：暗點和空隙集中于試塊的中心

12、部位。 評定原則：以暗點和空隙的數(shù)量、大小及密集程度而定，分為4個級別。 （3）縮孔：在鑄錠頭部或鑄件澆冒口，因最后凝固部位得不到液態(tài)金屬的補充而形成的空洞。 評定原則：根據(jù)裂縫和空洞大小而定，分為3級。屬于不允許存在缺陷。 （4）偏析：化學(xué)成分不均勻。方形偏析、點狀偏析。分4級。 （5）氣泡：鑄錠在凝固過程中釋放氣體所造成的。皮下氣泡屬不允許存在的缺陷。 內(nèi)部氣泡：分3級。 （6）翻皮：在橫截面上呈現(xiàn)亮白色彎曲不規(guī)則的條帶，在其周圍常伴有氣孔和夾雜物。 澆注過程中，因表面氧化膜卷入鋼液，在凝固前未能浮出所致。 屬于不允許存在的缺陷。 （7）白點：鋼中的氫和組織應(yīng)力共同作用下產(chǎn)生的細微裂紋，常

13、見于含有Cr、Ni、Mn 等的合金鋼基地和金工具鋼中，又是大型碳鋼鍛件中也有出現(xiàn)。 屬于不允許存在的缺陷。 （8）軸心晶間裂紋和內(nèi)裂：一般出現(xiàn)在高合金不銹耐熱鋼中。 （9）夾雜物：因冶煉或澆注系統(tǒng)的耐火草料、熔渣或其他臟物進入，也料操作不當(dāng)、 合金料未熔化，或異金屬混入鋼中所致。 屬于不允許存在的缺陷。 （10）其他宏觀缺陷：折疊、粗晶、熱加工裂縫、分層、流線、脫碳、中心增碳、擠 壓裂紋等。五、鐵碳相圖及C曲線金屬和合金的性能取決于它的成分和組織結(jié)構(gòu)。金屬和合金的組織通常是指它由那些相所組成，以及它們之間的相互配置（包括形狀、數(shù)量大小和分布）。 “相”之組織中成分和性能均勻一致的部分。相與相之

14、間有明顯的分界。 鐵碳合金：鋼和鐵是工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的金屬材料。它主要由鐵和碳組成的合金（其中也有少量Si、Mn、S、P）。通常在分析和研究問題時，總是把鋼和鐵看作由鐵和碳組成的二元合金。 鐵碳合金相圖是研究鋼鐵組織和性能的基礎(chǔ)。 碳在鋼中有三中存在形式：與鐵形成鐵基的間隙固溶體；與鐵形成化合物Fe3C；在一定條件下形成游離態(tài)的石墨。 鐵碳相圖中有4種合金相：液態(tài)；奧氏體；鐵素體；滲碳體。 鐵碳合金通常按含碳量分為3大類：工業(yè)純鐵、鋼、生鐵。鐵碳合金中常見的基本形態(tài)如下：鐵素體(ferrite)：碳和合金元素溶解在-Fe中形成的固溶體。在室溫時碳溶解度約為0.006%。硬度低、塑性好。碳和合金

15、元素在-Fe中形成的固溶體稱為鐵素體。奧氏體()：碳和合金元素溶解在-Fe中形成的固溶體。塑性高，屈服極限較低，無磁性。例如20#，Ac1：735；Ar1：680；Ac3：855，正火溫度890-920。珠光體(pearlite)：鐵素體和滲碳體形成的機械混合物。在高溫緩冷條件下，可得到粗片狀的層狀組織。隨著奧氏體過冷度的增大，片層逐漸變得細密，硬度也逐漸增高。珠光體的硬度比鐵素提高，并具有一定的塑性。片狀珠光體常見于碳素鋼的退火、正火組織中。這也是我們鍋爐行業(yè)最常見的組織。過共析鋼經(jīng)球化退火熱處理后得到球狀珠光體。貝氏體(Bainite) ：中溫轉(zhuǎn)變區(qū)域的產(chǎn)物。一般地說，它是鐵素體和碳化物的

16、兩相組織。對大多數(shù)鋼而言，貝氏體形成的上限溫度Bs約550。珠光體：T10，1000爐冷球狀珠光體：T8，球化退火上貝：T8， 低碳馬氏體：10CrMo910，980水冷下貝：T8，990保溫，280鹽浴等溫，水冷20#，910空冷，鐵素體和珠光體貝氏體的形態(tài)是多樣的，一般有上貝氏體、下貝氏體、粒狀貝氏體、無碳貝氏體。上貝氏體：成束的、大致平行的鐵素體板條（lath）自奧氏體晶界的一側(cè)或兩側(cè)向奧氏體晶粒內(nèi)部長大，滲碳體（有時還有殘余奧氏體）分布與鐵素體板條之間。典型的外貌像羽毛。下貝氏體：成一定角度約60度黑色針狀，在晶界和晶內(nèi)均產(chǎn)生。索氏體：T10，1060保溫，450鹽浴等溫托氏體：T8，

17、990保溫，緩慢淬入鹽水。淬火托氏體+馬氏體。白色基體為高碳馬氏體。粒狀貝氏體：由鐵素體和他所包圍的小島狀富碳奧氏體區(qū)域組織所組成。一般認為這種組織的低合金耐熱鋼，具有良好的抗蠕變性能。馬氏體(martensite)：碳固溶于-Fe中的過飽和固溶體?；痉譃楦咛捡R氏體和低碳馬氏體兩類。是鋼件強化的主要手段。低碳馬氏體：低碳鋼和低合金鋼淬火后得到的馬氏體組織，以條狀鐵素體為單元，大致相互平形成定向排列組成的晶區(qū)。在一個奧氏體晶粒內(nèi)可以有幾個馬氏體晶區(qū)。高碳馬氏體：含碳高的淬火馬氏體成片狀。馬氏體片間不平行，在一個奧氏體晶粒內(nèi)，初生的馬氏體片膠粗大，往往貫穿整個奧氏體晶粒，愈后形成的馬氏體片愈小，

18、片間夾角較大，生成時互相撞擊，已形成顯微裂紋?；鼗鸾M織：淬火馬氏體組織在回火過程中將發(fā)生分解，析出碳化物。隨著回火溫度的增高，析出的碳化物成為滲碳體，顆粒繼續(xù)增多，并且集聚長大。低溫回火：（150-450）得到回火馬氏體組織。其特征為認然能夠看待原馬氏體形態(tài)，其碳化物極其細小。獲得一定的韌性，同時保持高的硬度。中溫回火：（250-450）得到回火托氏體組織。馬氏體形態(tài)逐漸消失，碳化物呈細小顆粒，光學(xué)顯微鏡下認然不易分辨。高溫回火：（500-700）得到回火索氏體組織，其特征為鐵素體和細小的粒狀碳化物。萊氏體：奧氏體和滲碳體的兩相混合物，是共晶轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物。硬而脆，一般存在于含碳量大于2.06%的

19、生鐵中，在某些高碳高合金鋼的鑄造組織中也會出現(xiàn)。六、合金元素的作用和鋼的熱處理1 合金元素的作用 對淬透性的影響：除Co、Al外，幾乎所有合金元素都使奧氏體分解速度延緩，降低臨界冷卻速度，并降低Ms點。其中以Mn、Ni、Mo、Cr等元素增加鋼的淬透性最為顯著。合金元素對淬透性的影響形成碳化物的傾向抗回火軟化的能力回火脆性細化晶粒強化鐵素體熱強性及其他Mn強弱弱>1.5%時增加促進晶粒長大強與Cr、Ni同時存在時提高熱強性，用于制造奧氏體鋼Si弱促進石墨化中等-很弱最強可用于抗蝕、抗氧化材料及電工鋼Ni中等不形成弱不影響弱中等提高熱強性Cr強中強中等增加不大弱弱提高熱強性、抗蝕性Mo強比C

20、r強強，有二次硬化作用消除中等弱顯著提高熱強性，并能消除回火脆性W中等比Cr強強，有二次硬化作用減小中等弱提高熱強性，比Cr低V強強有強烈二次硬化作用減小強弱提高熱強性Ti無作用比V強無作用-最強最強，影響韌性主要的細化晶元素之一Al很弱不形成-強含量不高時作用不明顯用于氮化鋼B強-影響不大弱-微量可提高高溫強度、強化晶界和基體2、鋼的熱處理：常用的熱處理工藝有退火、正火、淬火、回火、化學(xué)熱處理等。在熱處理過程中，由于工藝或操作不當(dāng)，易出現(xiàn)過熱、過燒、變形、硬度不足、氧化、脫碳、淬火開裂等缺陷。七、金相試樣的制備和組織的顯示 每次金相檢驗都有其特定的檢驗?zāi)康?，合理的取樣，才能保證被檢驗對象具有

21、充分的代表性，正確和高質(zhì)量的制備試樣，才能確保顯微組織恰當(dāng)?shù)娘@示及觀察的真實性。 金相試樣的制備過程通常包括：取樣及編號、鑲嵌、研磨、拋光、組織顯示5道工序。由于檢驗的目的和對象不同，試樣制備的具體方法和工序也不可能完全相同。 金相組織的顯示，顯示方法有光學(xué)法、化學(xué)侵蝕法、電解侵蝕法、熱蝕法、恒電位選擇侵蝕法、干涉層法等。對于鍋爐行業(yè)一般常用的是低碳鋼、低合金鋼退火或正火狀態(tài)，一般用2-4%的硝酸酒精溶液腐蝕就可以顯示組織。八、鋼鐵材料的組織鑒別及評定 最好先知道金屬材料的牌號和熱處理狀態(tài)，可以提高判斷的準確性。結(jié)合前面介紹的各種相的特征，進行組織的鑒別。 評定則根據(jù)所檢驗的對象，采用相應(yīng)的標

22、準。例如游離滲碳體和帶狀組織評定，按照GB/T13299-1991鋼的顯微組織評定方法。非金屬夾雜物的評定按照GB/T10561-1989鋼中非金屬夾雜物顯微評定方法。 鍋爐原材料檢驗中的組織鑒別主要是低碳鋼、低合金鋼，組織一般是鐵素體和珠光體，有時出現(xiàn)游離滲碳體、貝氏體等組織。例如15CrMo如果熱軋后冷速過大，會產(chǎn)生貝氏體組織，將降低材料的塑性和韌性，這是應(yīng)該防止的。原材料中的魏氏組織、帶狀組織、脫碳層、晶粒度等均按有關(guān)標準進行評定。 調(diào)質(zhì)鋼、高強度鋼、彈簧鋼、模具鋼、雙相鋼、鑄鋼、軸承鋼、工具鋼、不銹鋼、高溫合金等都有相應(yīng)的評定標準，就不作介紹了。九、焊接件的金相檢驗焊接接頭由焊縫、熱影

23、響區(qū)、母材三部分組成。焊縫組織：焊接時，由于熱源的作用，焊接熔池在極短的時間內(nèi)，在高溫下發(fā)生一系列的冶金反映。焊接熔池的結(jié)晶有著一定的特殊性：熔池小，周圍被冷金屬包圍，所以熔池冷卻速度很大；熔池中液體金屬處于很高的溫度；焊接時，熔池隨熱源的移動而移動，由于焊條的擺動和電弧的吹力，使熔池發(fā)生強烈的攪拌作用。因此焊縫的凝固組織具有連續(xù)長大和柱狀晶的基本特征。熔化的液態(tài)金屬冷卻時，在熔合線附近的半熔化態(tài)的母材溫度較低，起著熔化的模壁作用。它和焊縫金屬具有相近的化學(xué)成分，相同的晶格類型，成為焊縫金屬凝固時的結(jié)晶表面。在一定過冷度下，直接從熔池壁母材金屬的晶粒上進行長大，因此焊縫金屬的晶粒和熔合線附近的

24、母材晶粒是相聯(lián)的。 焊縫的二次結(jié)晶組織對低碳鋼而言，為鐵素體和珠光體。隨著含碳量的增加，組織中的珠光體量也增加；當(dāng)焊縫含合金元素較多或冷卻速度較大時，焊縫中會出現(xiàn)貝氏體和馬氏體；焊縫經(jīng)過多層焊接后，后面的焊層對前面的焊層再加熱，相當(dāng)于正火處理，可獲得細小的等軸晶粒，從而改善焊縫的機械性能。 焊縫中如果存在較多的夾雜，會降低接頭的強度、塑性和抗蝕性，增加脆性和熱裂傾向。20 #電焊，焊縫，鐵素體+珠光體，樹枝狀結(jié)晶15CrMo，焊縫，索氏體+粒狀貝氏體+網(wǎng)狀鐵素體20#熔合區(qū)，左側(cè)焊縫，右側(cè)影響區(qū)，魏氏組織熔合區(qū)：索氏體+粒狀貝氏體+網(wǎng)狀鐵素體過熱段，粗大魏氏組織14901100。熱影響區(qū)：索氏

25、體+粒狀貝氏體+鐵素體熱影響區(qū)正火區(qū)，鐵素體+珠光體1100Ac320#，不完全正火區(qū)Ac3Ac1。 焊接熱影響區(qū)的組織：鄰近焊縫金屬的原材料，在焊接過程中被加熱到低于熔點的各種溫度，然后又冷卻到室溫。焊接時受熱的這部分原材料稱為熱影響區(qū)。 不易淬火鋼的熱影響區(qū)組織：半熔化區(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)）不完全正火區(qū)易淬火鋼：淬火區(qū)、不完全淬火區(qū)、回火區(qū)。 焊接接頭的缺陷：1、裂縫：熱裂縫，從焊縫金屬結(jié)晶開始到Ar3溫度，即高溫下產(chǎn)生。由于焊縫中低熔點的共晶及夾雜熔化，在拉應(yīng)力的作用下，造成熱影響區(qū)的熱裂縫。多位沿晶開裂，有縱向或橫向裂紋。冷裂紋，在Ar3以下溫度冷卻過程

26、中或冷卻后。通常在馬氏體轉(zhuǎn)變溫度范圍以下（200-300）。由于氫的析出、淬硬組織和內(nèi)應(yīng)力的存在。多發(fā)生在熱影響區(qū)，特別是焊道下熔合線附近。冷裂紋常具有延遲性質(zhì)，所以又稱為“延遲裂紋”。金相檢驗表明，冷裂紋的微觀特征多位穿晶開裂。 2、過燒和淬硬組織：氣焊時由于焊接工藝不當(dāng)，會出現(xiàn)過燒組織，造成晶粒粗大，沿晶氧化，使接頭強度低、塑性差，嚴重影響焊接接頭質(zhì)量 焊接接頭淬硬組織會降低焊接接頭的塑性和沖擊韌性，促使裂縫的形成。3、其他缺陷：氣孔、夾雜、未焊透、未熔合、內(nèi)凹等12CrMo，電焊，層間未焊透根部嚴重內(nèi)凹壓斷試樣：未焊透，氣孔碳鋼，電焊，大氣孔蜂窩狀大氣孔12CrMo，大口徑電焊，根部未焊

27、透，裂縫加渣十、運行金相 高溫下長期運行過程中，原在室溫下穩(wěn)定的金相組織，也會產(chǎn)生很大的變化。與溫度一樣，時間對組織變化也產(chǎn)生影響，在高溫下段時間內(nèi)產(chǎn)生的擴散過程，在較低溫度下而在較長時間內(nèi)也能夠產(chǎn)生。 組織變化會引起性能變化，例如，時效會引起常溫沖擊韌性下降，珠光體組織中碳化物的球化會引起鋼材強度的降低等等。20#過熱器管，450，10 萬小時。團絮狀石墨，鐵素體+彌散分布碳化物。20#主蒸汽管，450，10 萬小時。團絮狀石墨，鐵素體+沿晶分布碳化物。珠光體形態(tài)已消失。20#主蒸汽管，450，10 萬小時。鐵素體+沿晶分布碳化物。珠光體形態(tài)已消失。12Cr1MoV，540，13 萬小時。鐵素體+粒狀碳化物。1、石墨化 Fe3C 3Fe + C (石墨) 碳鋼和Cr、Mo鋼在高溫長時間作用下，滲碳體分解并析出石墨狀自由碳的現(xiàn)象叫石墨化。石墨化現(xiàn)象的發(fā)生會使鋼材性能惡化，甚至導(dǎo)致設(shè)備損壞。 石墨化過程與溫度、時間、應(yīng)力以及冶煉中的加鋁量等有關(guān)系。石墨化一般要經(jīng)過幾萬小時的運行之后才會出現(xiàn)，碳鋼要大于450，Cr、Mo鋼要485。 一般在剛才發(fā)生石墨化之前，總是先發(fā)生珠光體中碳化物的球化過程，但即使碳化物全部