非平衡組織實驗三

1、然未受任何影響。3、摩擦焊界面熱影響區(qū)焊接接頭經(jīng)腐蝕后可以看出界面區(qū)域中間為焊接時攪拌頭所處的位置-焊合區(qū)，由于焊合區(qū)金屬發(fā)生強烈的塑性變形和流動，相互攪拌和混和，發(fā)生動態(tài)回復(fù)和再結(jié)晶等物理冶金和力學冶金過程，可明顯看到焊合區(qū)晶粒比母材晶粒細小&，"焊合區(qū)的兩側(cè)為熱力影響區(qū)，熱力影響區(qū)是攪拌摩擦焊接過程中在熱與力的共同作用下，母材組織與性能發(fā)生變化的區(qū)域"該區(qū)域溫度場與應(yīng)變場分布極不均勻，愈靠近焊合區(qū)溫度愈高，塑性變形程度愈大"在焊接過程中所受的熱循環(huán)及應(yīng)力應(yīng)變決定了該區(qū)在焊后的組織與性能"熱力影響區(qū)晶粒比母材晶粒小但比焊合區(qū)晶粒稍大"

2、因焊接時，攪拌頭向一個方向旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)致熱力影響區(qū)并不對稱于攪拌頭，甚至有很大的差別， 4、閃光對焊的界面熱影響區(qū)，焊縫為粗大的鐵素體組織和少量的珠光體組成。由于碳燒損的原因，焊縫具有明顯白亮帶的貧碳區(qū)。閃光焊接頭的性能取決于焊縫區(qū)域微觀金相組織，而焊縫區(qū)的金相成分與多種因素密切相關(guān)。其中的最主要因素：(1)焊縫區(qū)域的溫度場分布；(2)閃光頂鍛的工藝參數(shù)；(3)焊縫區(qū)域出現(xiàn)的缺陷組織。總之，臺適的規(guī)范是獲得焊縫區(qū)合理溫度場分布的保證，而臺理的溫度場分布能保證在恰當?shù)捻斿懝に囍笮纬删哂信_格金相組織的接頭。投有臺格的金相組織，閃光焊接頭的性能將無法保證。5、凸焊界面熱影響區(qū)凸焊是點焊的一種變形，通常

3、是在兩塊板件之一上沖出凸點，然后進行焊接。界面：上方是熱影響區(qū)。熱影響區(qū)：少量鐵素體跟珠光體。6、CO2氣體焊 焊縫邊緣焊縫中心熱影響區(qū)熔合線CO2氣體保護焊，CO2作保護氣體，依靠焊絲與焊件之間的電弧來熔化金屬的氣體保護焊的方法稱CO2焊。這種焊接法采用焊絲自動送絲，敷化金屬量大、生產(chǎn)效率高、質(zhì)量穩(wěn)定。因此，在國內(nèi)外獲得廣泛應(yīng)用。焊縫邊緣：羽毛狀上貝氏體分布在原奧氏體晶界上焊縫中心：片狀先共析鐵素體沿柱晶晶界析出，魏氏組織鐵素體向晶內(nèi)生長，晶內(nèi)有針狀鐵素體、珠光體型組織區(qū)。熱影響區(qū)：板條狀馬氏體、細小的鐵素體熔合線：左側(cè)是熱影響區(qū)組織，右側(cè)為焊縫組織。（四）針對焊接缺陷比較分析1、焊渣焊渣1

4、焊渣21夾雜物的來源夾雜物：指金屬內(nèi)部或表面存在的和基本金屬成分不同的物質(zhì)，它主要來源于原材料本身的雜質(zhì)及金屬在熔煉、澆注和凝固過程中與非金屬元素或化合物發(fā)生反應(yīng)而形成的產(chǎn)物。（1）原材料本身含有的夾雜物，如金屬爐料表面的粘砂、氧化銹蝕、隨同爐料一起進入熔爐的泥砂、焦炭中的灰分等，熔化后變?yōu)槿茉?。?）金屬熔煉時，脫氧、脫硫、孕育和變質(zhì)等處理過程，產(chǎn)生大量的 MnO、SiO2、Al2O3等夾雜物。（3）液態(tài)金屬與爐襯、澆包的耐火材料及溶渣接觸時，會發(fā)生相互作用，產(chǎn)生大量的 MnO、Al2O3等夾雜物。（4）在精煉后轉(zhuǎn)包及澆注過程中，金屬表面與空氣接觸形成的表面氧化膜，被卷入金屬后形成氧化夾雜物

5、。（5）在鑄造和焊接過程中，金屬與非金屬元素發(fā)生化學反應(yīng)而產(chǎn)生的各種夾雜物，如 FeS、MnS等硫化物。 同一類夾雜物在不同合金中有不同形狀，如 Al2O3在鋼中呈鏈球多角狀，在鋁合金中呈板狀； 同一夾雜物在同種合金中可能存在不同的形態(tài)，如 MnS在鋼中通常有球形、枝晶間桿狀、多面體結(jié)晶形三種形態(tài)。夾雜物的危害： 夾雜物的存在破壞了金屬本體的連續(xù)性，使金屬的強度和塑性下降； 尖角形夾雜物易引起應(yīng)力集中，顯著降低金屬的沖擊韌性和疲勞強度；2、孔洞空洞1孔洞2孔洞3一、氣孔的分類及特征 氣孔：存在于液態(tài)金屬中的氣體，若凝固前氣泡來不及排除，就會在金屬內(nèi)形成孔洞。這種因氣體分子聚集而產(chǎn)生的孔洞稱為氣

6、孔。氣孔分類：金屬中的氣孔按氣體來源不同可分為：析出性氣孔、侵入性氣孔和反應(yīng)性氣孔；按氣體種類不同可分為氫氣孔、氮氣孔和一氧化碳氣孔等。 3、硫化物硫化物01硫化物02焊縫中的硫化物夾雜主要有 MnS和 FeS兩種。FeS通常沿晶界析出，并與 Fe或 FeO形成低熔點（988）共晶。 .低碳鋼焊縫存在的氧化物夾雜主要是 SiO2、MnO、TiO2和 Al2O3等，一般以硅酸鹽的形式存在。防止焊縫產(chǎn)生夾雜物的最重要措施：是 正確地選擇原材料（包括母材和焊接材料），母材、焊絲中的夾雜物應(yīng)盡量少，焊條、焊劑應(yīng)具有良好的脫氧、脫硫效果。 其次，要注意工藝操作，如選擇合適的工藝參數(shù)；適當擺動焊條以便于熔

7、渣浮出；加強熔池保護，防止空氣侵入；多層焊時清除前一道焊縫的熔渣等。（五）焊接試樣的制備一、實驗?zāi)康?(一)觀察與分析焊縫的各種典型結(jié)晶形態(tài)； (二)掌握低碳鋼焊接接頭各區(qū)域的組織變化。二、實驗裝置及實驗材料 (一)粗、細金相砂紙 1套 (二)平板玻璃 1塊 (三)不同焊縫結(jié)晶形態(tài)的典型試片 若干 (四)低碳鋼焊接接頭試片 1塊 (五)正置式金相顯微鏡 1臺 (六)拋光機 1臺 (七)工業(yè)電視(或幻燈機) 1臺 (八)吹風機 1個 (九)4硝酸酒精溶液、無水乙醇、脫脂棉 若干 (十)典型金相照片(或幻燈照片) 一套三、實驗原理焊接過程中，焊接接頭各部分經(jīng)受了不同的熱循環(huán)，因而所得組織各異。組織

8、的不同，導(dǎo)致機械性能的變化。對焊接接頭進行金相組織分析，是對接頭機械性能鑒定的不可缺少的環(huán)節(jié)。 焊接接頭的金相分析包括宏觀和顯微分析兩個方面。 宏觀分析的主要內(nèi)容為：觀察與分析焊縫成型、焊縫金屬結(jié)晶方向和宏觀缺陷等。顯微分析是借助于放大100倍以上的光學金相顯微鏡或電子顯微鏡進行觀察，分析焊縫的結(jié)晶形態(tài)，焊接熱影響區(qū)金屬的組織變化，焊接接頭的微觀缺陷等。四、實驗方法與步驟下面以Q235鋼焊接頭為例，介紹金屬焊接接頭金相試樣制備過程中磨光、拋光和浸蝕等關(guān)鍵操作，成功地獲得了紫銅與低碳鋼釬接頭金相組織圖，可在科研中推廣應(yīng)用。 通過對焊接接頭的金相組織觀察，可以了解母材及焊接熱影響區(qū)晶粒大小及分布、

9、取向等，特別是可觀察出母材和焊縫金屬之間是否熔合(是否有互相擴散)，從而可對接頭的焊接質(zhì)量作出正確判斷。整個過程為:取樣鑲嵌磨光與拋光浸蝕組織觀察。鑒于取樣、鑲嵌和組織觀察的操作較規(guī)范，下面主要對磨光，拋光及浸蝕的操作過程作一些探討。1將已焊好的試件(以結(jié)422焊條在150×80×3mm的試件上堆焊)，切成10×25Mm左右的試片，然后把試片四周用砂輪打去毛刺，并把四個角打磨成圓角。1磨光 磨光是為了得到平整、光滑的磨面，磨面上允許有極細而均勻的磨痕，磨光分為粗磨和細磨兩步。 (1)粗磨。在粗磨操作中，壓力不宜過大，以免產(chǎn)生范性變形。為了保證試樣不致因發(fā)熱而引起金

10、屬組織發(fā)生變化，要不斷將試樣浸入水中冷卻，粗磨時一定要保證磨面平整。并注意摩擦方向一致，一只手按在試樣上面，養(yǎng)一個方向勻速在憑證的砂紙上面摩擦。觀察平整后換砂紙細磨。 (2)細磨。細磨的目的是消除粗磨遺留下來的較深的痕跡，為拋光作好準備。細磨是在由粗到細的各號金相砂紙上(底下墊金屬平臺)進行?？紤]到本試樣的特殊性，我們先用粒度為280#、320#的金相砂紙把試樣磨得較為平整，然后再按砂紙的粒度400#、500#、600#、800#由粗到細順序磨制。為了能觀察磨痕是否消除，后道磨削的方向應(yīng)與前道磨痕方向一致。磨面與砂紙應(yīng)保持完全接觸，施加的壓力要力求均勻，不能把觀察面磨成鼓肚狀。更換砂紙時，注意

11、不要把前一道的砂粒帶入，磨制過程中，應(yīng)在明亮處反復(fù)觀察磨面的均勻程度與磨紋狀況。 2拋光 拋光的目的在于除去金相磨面上由細磨所留下的細微磨痕，使磨面成為無劃痕的光滑鏡面。本實驗采用機械拋光。 拋光盤轉(zhuǎn)速為500轉(zhuǎn)/min左右，滴加清水，開機拋光。具體操作是握住試樣，使磨面均衡地壓在旋轉(zhuǎn)的拋光盤上，并不斷地將試樣在盤與盤的邊緣之間往返轉(zhuǎn)動。整個試樣由盤邊逐漸移至盤心處拋磨。對試樣施加的壓力要均衡，且應(yīng)先重后輕。在拋光初期，試樣上的磨痕方向應(yīng)與拋光盤轉(zhuǎn)動的方向垂直，以利于較快地消除磨痕。在拋光后期，需將試樣緩緩轉(zhuǎn)動，這樣可獲得光亮平整的磨面，同時能防止夾雜物及硬性的相產(chǎn)生曳尾現(xiàn)象，一般情況下是觀察磨痕一致時轉(zhuǎn)動90°再拋。反復(fù)幾次，直到顯微鏡下看到細細的并且方向一致的磨痕時為止。此外，拋光時水是一直不能缺少的，以保持金屬磨面與拋光織物之間具有一個潤滑層，使磨面光滑、明亮。 3試樣的浸蝕 金相試樣的浸蝕主要采用化學浸蝕和電化學