焊缝金属组织与性能的相关性

（一）一次结晶组织与性能的关系

焊缝金属的一次结晶过程及组织特征，不仅影响焊缝金属的抗裂性能，而且对焊缝金属的强度、塑性、韧性和耐腐蚀能力等都有一定的影响。

当焊缝的一次结晶组织为细的柱状晶时，其性能要比粗大的柱状晶好。粗大的柱状晶不仅降低焊缝的强度，而且也降低了焊缝的塑性和韧性。

从焊缝中的偏析来看，偏析越严重、化学成分越不均匀，焊缝的抗裂性能越差，力学性能和耐腐蚀性能的不均匀程度也越大。当S、P等杂质元素严重偏析，且集中到焊缝中心处时，很容易产生热裂纹。由于收弧时，熔池中心处在没有热源的条件下凝固，弧坑处的凝固组织往往是粗大的树枝晶，又由于是最后凝固，偏析严重，很容易产生弧坑裂纹。层状偏析会使焊缝中力学性能不均匀，耐腐蚀性能不一致。

（二）二次结晶组织与性能的关系(www.xing528.com)

由于焊缝的化学成分、焊接工艺条件和热处理工艺不同，会产生不同的焊缝金属二次结晶组织，二次结晶组织的类型、特征和形态直接影响焊缝金属的性能。

从强度上看，马氏体比其他组织的强度高，贝氏体的强度介于马氏体和铁素体加珠光体组织之间，铁素体和奥氏体的强度则较低。从塑性和韧性上来看，奥氏体在温度下降时，无明显的脆性转变倾向，塑性和韧性也比其他组织好。铁素体加珠光体组织的塑性和韧性次之；在贝氏体组织中，粒状的贝氏体强度较低，但具有较好的韧性，下贝氏体具有较高的强度，又具有良好的韧性。从抗裂性看，铁素体加珠光体和奥氏体的抗裂性较好；奥氏体加少量铁素体比单相奥氏体具有更好的抗裂性；贝氏体、贝氏体加马氏体和马氏体对冷裂纹的敏感性大。

焊缝金属的化学成分不仅可以通过不同组织来影响焊缝的性能，而且在相同组织中，化学元素的不同含量对性能也有较大的影响，例如高碳马氏体硬而脆，几乎没有韧性，而低碳马氏体具有一定的强度和良好的塑性、韧性。组织相同但不同元素形成的固溶体，焊缝性能也存在很大差异。

另外，组织越细、越均匀，其焊缝性能要比组织粗大而不均匀的组织好。例如，低碳钢的焊缝由于过热形成的粗大魏氏体组织，将使焊缝的塑性和韧性下降。