焊渣附著防止劑及鎳對(duì)焊縫影響
發(fā)布時(shí)間： 2013-3-20 15:18:23
含鎳量對(duì)焊縫組織的影響
蓋面焊縫組織變他。蓋面焊縫的顯微組織主要由先共析鐵素體、含二次相的鐵素體、針狀鐵素體和馬氏體組成。先共析鐵素體隨含鎳量增加而減少，針狀鐵素體有所增加，而含二次相的鐵素體基本不變。在含1.8%Mn焊縫中添加鎳超過2.3%后還出現(xiàn)馬氏體組織，含鎳量為3.5%時(shí)先共析鐵素體完全消失。因加鎳而改變了針狀鐵素體板條的長寬比，且其板條變得更加多角化。鎳抑制滲碳體薄膜和珠光體的形成，并使M-A二次相得以保留。焊渣附著防止劑焊縫金屬的宏觀偏析和微觀偏析隨著鎳和猛含量的增加而增加，鎳和猛對(duì)微觀偏析既有各自的單獨(dú)影響，又有兩者的聯(lián)合作用。
粗晶區(qū)組織變化。蓋面焊渣附著防止劑焊縫下的粗晶區(qū)組織由于添加鎳引起的變化基本上與焊態(tài)柱晶區(qū)發(fā)生的變化相同。隨著鎳的增加，在原奧氏體晶界的鐵素體逐漸減少，但仍具有粗晶區(qū)的特性。
細(xì)晶區(qū)組變化。蓋面焊渣附著防止劑焊縫下的細(xì)晶區(qū)組織由于添加鎳而逐漸改變?cè)搮^(qū)的等軸細(xì)晶性質(zhì)；鐵素體晶粒逐漸減少，而含二次相的鐵素體束團(tuán)逐漸增多。這種變化找3.5%Ni、1.8%Mn焊縫中特別明顯。對(duì)二次相的初步研究表明：在低猛時(shí)，產(chǎn)生少量M-A相以前，鎳抑制滲碳體薄膜和珠光體的形成；在高猛時(shí)，鎳助長M-A形成，在1.8%Mn時(shí)出現(xiàn)馬氏體島狀組織。
含鎳量對(duì)焊縫力學(xué)性能的影響
對(duì)硬度的影響。焊態(tài)焊渣附著防止劑焊縫金屬的硬度隨鎳的增加而呈非線性提高；隨著含猛量的增加硬度也有不同程度的增加。但硬度的提高比添加鉬或鉻時(shí)小，每層焊道直接硬度波動(dòng)也不大。經(jīng)受多次焊接熱循環(huán)的焊縫逐漸發(fā)生軟化。
對(duì)拉伸性能的影響。由試驗(yàn)可知，屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度均隨鎳和猛的增加而呈線性增加，并因消除應(yīng)力處理而下降。相比之下，屈服強(qiáng)度下降較多。鎳對(duì)強(qiáng)度的影響比猛要小的多，且相互作用因數(shù)(Mn、Ni)比較弱。鎳的有效強(qiáng)化(按百分?jǐn)?shù)計(jì))比鉬或鉻也小得多。在消除應(yīng)力狀態(tài)下，Mn-Mo系焊縫的強(qiáng)度有所提高，Mn-Cr系焊縫小得多。
對(duì)沖擊性能的影響。上平臺(tái)沖擊吸收功隨著鎳的增加而減少，并使延性與脆性斷裂之間的轉(zhuǎn)變更平緩。鎳對(duì)轉(zhuǎn)變溫度的影響，在低猛時(shí)有益，在高猛時(shí)有害。韌性的峰值隨著含鎳量的增加而逐漸向低含猛量的方向移動(dòng)。因此，為了得到優(yōu)良的沖擊韌性，在高鎳焊渣附著防止劑焊縫中應(yīng)降低猛含量，在高猛焊縫中應(yīng)減少鎳含量。增加鎳對(duì)高猛焊縫的韌性是極其有害的。
綜上所述，在含猛焊渣附著防止劑焊縫中增加鎳后將發(fā)生下列變化：①焊態(tài)焊縫中先共析鐵素體的比例逐漸減少，而針狀鐵素體逐漸增多，在高猛焊縫中還出現(xiàn)馬氏體；②在粗晶區(qū)多變形鐵素體的比例減少，針狀鐵素體增加，在1.8%Mn焊縫中出現(xiàn)馬氏體島狀組織；③細(xì)晶區(qū)的等軸細(xì)晶逐漸改變，鐵素體晶粒減少，含二次相的鐵素體束團(tuán)增多；④二次相的形態(tài)從滲碳體薄膜和珠光體變?yōu)镸-A，并最后變?yōu)榉蛛x的碳化物和馬氏體。⑤條帶狀顯微組織和化學(xué)不均性增加；⑥焊縫硬度、屈服強(qiáng)度和抗拉伸強(qiáng)度均提高；⑦在低猛時(shí)對(duì)抗理解斷裂是有益的，而在高猛時(shí)是有害的，在0.6%Mn時(shí)得到最佳韌性；⑧消除應(yīng)力處理對(duì)猛鎳匹配焊縫的韌性幾乎沒有影響，但在鎳與猛含量不匹配時(shí)產(chǎn)生嚴(yán)重催化。
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本文參考《焊接材料手冊(cè)》一書。
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