焊接接頭顯微組織觀察與分析

主講教師：賈金龍

蘭州工業(yè)學(xué)院金屬材料檢測技術(shù)課程焊接接頭顯微組織觀察與分析目錄金屬材料檢測技術(shù)實訓(xùn)目的實訓(xùn)原理概述實訓(xùn)儀器設(shè)備及材料實訓(xùn)步驟實訓(xùn)報告要求123451.實訓(xùn)目的了解焊接接頭金相試樣的制備方法；

觀察和了解焊接接頭各區(qū)域的組織特征；

初步了解低碳鋼焊接接頭各區(qū)域的組織變化性能的關(guān)系。金屬材料檢測技術(shù)2.實訓(xùn)原理概述金屬材料檢測技術(shù)焊接接頭是由焊縫金屬和焊接熱影響區(qū)金屬組成。在焊接過程中，焊接接頭各部分的加熱速度、加熱的最高溫度、高溫停留時間和隨后的冷卻速度各不相同，因而所得組織不同，導(dǎo)致機械性能不同。對焊接接頭進行金相組織分析，是對其機械性能鑒定不可缺少的環(huán)節(jié)。金屬材料檢測技術(shù)（1）焊縫組織結(jié)晶是從熔合區(qū)母材的半熔化晶粒上開始向焊縫中心生長，熔池中的液體金屬不斷向它聚集長大，長大方向總是與散熱方向相反。由于鄰近的晶粒朝著幾乎相同的方向同時并行生長，因而形成了奧氏體的柱狀晶。亮白色長條狀及塊狀的先共析鐵素體沿柱狀晶晶界分布，粗針狀的鐵素體魏氏組織向晶內(nèi)生長，晶內(nèi)有大量的細針狀鐵素體及少量珠光體。金屬材料檢測技術(shù)20鋼焊接接頭組織全貌4%硝酸酒精溶液50×金屬材料檢測技術(shù)20鋼焊接接頭焊縫組織4%硝酸酒精溶液250×金屬材料檢測技術(shù)焊接低碳鋼時，根據(jù)熱影響區(qū)的組織和性能特征為四個區(qū)域：熔合區(qū)（或稱半熔化區(qū)）、過熱區(qū)、正火區(qū)、部分相變區(qū)（或稱部分重結(jié)晶區(qū)）。焊接熱影響區(qū)和鐵碳狀態(tài)圖的關(guān)系（2）熱影響區(qū)組織金屬材料檢測技術(shù)

熔合區(qū)是焊縫到母材的過渡部分，此區(qū)很窄，金相觀察很難明顯區(qū)分出，但加熱溫度在液固兩相之間，金屬經(jīng)過局部熔化，晶粒十分粗大，化學(xué)成分和組織極不均勻，使焊接接頭的強度、塑性和韌性都下降，往往成為產(chǎn)生裂縫的發(fā)源地。20鋼焊縫熔合線附近（左側(cè)為過熱區(qū)，右側(cè)為焊縫區(qū)）金屬材料檢測技術(shù)

過熱區(qū)（粗晶粒區(qū)）緊靠熔合區(qū)，加熱溫度在1100～1350℃之間，奧氏體晶粒十分粗大，冷卻后得到過熱粗晶，形成魏氏組織。圖中，亮白色粗大的先共析鐵素體沿晶界呈網(wǎng)狀分布，針狀鐵素體沿晶界向晶內(nèi)生長，形成粗大的魏氏組織，晶內(nèi)有少量的黑色珠光體。金屬材料檢測技術(shù)20鋼焊接接頭過熱區(qū)組織4%硝酸酒精溶液250×金屬材料檢測技術(shù)

正火區(qū)（相變重結(jié)晶區(qū)）緊靠過熱區(qū)，加熱溫度在AC3～1100℃之間，母材金屬全部轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，但晶粒比較細，由于焊接過程的金屬熱傳導(dǎo)，該區(qū)的冷速較空冷為快，相當(dāng)于進行了一次正火處理，使晶粒細小而均勻，是焊接接頭機械性能最好的一段。金屬材料檢測技術(shù)20鋼焊接接頭正火區(qū)組織4%硝酸酒精溶液250×

部分相變區(qū)（部分重結(jié)晶區(qū)）緊靠正火區(qū)，加熱溫度在AC1～AC3之間，只有珠光體和部分鐵素體發(fā)生重結(jié)晶轉(zhuǎn)變，成為較細的晶粒，而未轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體的鐵素體晶粒較粗大。冷卻時，奧氏體中先析出細小的鐵素體，冷至AC1時，剩余的奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w。亮白色未發(fā)生轉(zhuǎn)變的塊狀鐵素體和經(jīng)過部分相變后生成的細小珠光體和其中亮白色小顆粒的鐵素體。因此，該區(qū)使焊接接頭的機械性能變差。金屬材料檢測技術(shù)金屬材料檢測技術(shù)

20鋼焊接接頭部分相變區(qū)組織4%硝酸酒精溶液200×金屬材料檢測技術(shù)

20鋼焊接接頭母材區(qū)組織4%硝酸酒精溶液250×3.實訓(xùn)儀器設(shè)備及材料金屬材料檢測技術(shù)XDJ-200型金相顯微鏡

20鋼焊接接頭的試樣4.實訓(xùn)步驟金屬材料檢測技術(shù)

在顯微鏡下觀察焊條電弧焊焊接的20鋼鋼板焊接接頭試樣。先用低倍（100x）對整個接頭組織進行全面觀察，找出焊縫區(qū)、熔合區(qū)、過熱區(qū)、正火區(qū)、部分相變區(qū)及母材。再用高倍（400x）仔細觀察各區(qū)域的組織，分析其形貌特征。

結(jié)合所觀察的組織特征，畫出每種材料各區(qū)段的組織示意圖。5.實訓(xùn)報告要求

明確本次實訓(xùn)的實訓(xùn)目