包括低碳调质高强钢[w(C)≤0.25%]、中碳调质高强钢[w(C):0.25%~0.45%]、中碳钢(35、45、50钢)、耐热钢和低温钢等,其热影响区的组织分布与母材焊前的热处理状态有关。如果母材焊前是退火状态,则可分为完全淬火区和不完全淬火区两个区;如果母材焊前是淬火状态,则还要形成一个回火区,如图3-15所示。
(一)完全淬火区
焊接时热影响区处于Ac3以上的区域,由于这类钢的淬硬倾向较大,故焊后将得到淬火组织(马氏体)。在靠近焊缝附近(相当于低碳钢的过热区),由于晶粒严重长大,故得到粗大的马氏体,而相当于正火区的部位得到细小的马氏体。根据冷却速度和线能量的不同,还可能出现贝氏体,从而形成了与马氏体共存的混合组织。这个区在组织特征上都是属同一类型(马氏体),只是粗细不同,因此统称为完全淬火区。
(二)不完全淬火区
母材被加热到Ac1~Ac3温度之间的热影响区,在快速加热条件下,铁素体很少溶入奥氏体,而珠光体、贝氏体、索氏体等转变为奥氏体。在随后快冷时,奥氏体转变为马氏体。原铁素体保持不变,并有不同程度的长大,最后形成马氏体-铁素体的组织,故称不完全淬火区。若含碳量和合金元素含量不高或冷却速度较小时,也可能出现索氏体和珠光体。(www.xing528.com)
如果母材在焊前是调质状态,那么焊接热影响区的组织,除上述的完全淬火区和不完全淬火区之外,还可能发生不同程度的回火处理,产生回火区(低于Ac1以下的区域)。在回火区内组织和性能发生的变化程度决定于焊前调质状态的回火温度。例如,焊前调质时的回火温度为Tt,那么低于此温度的部位,其组织性能不发生变化,而热影响区高于此温度的部位,组织性能将发生变化,出现软化现象。
总之,金属在焊接热循环的作用下,热影响区的组织分布是不均匀的。熔合区和过热区出现了严重的晶粒粗化,是整个焊接接头的薄弱地带。对于含碳高、合金元素较多、淬硬倾向较大的钢种,还出现淬火组织马氏体,降低塑性和韧性,因而易于产生裂纹。
低合金高强钢含有一定量的合金元素及微合金化元素,其焊接性与碳钢有差别,主要是焊接热影响区组织与性能的变化对焊接热输入较敏感。热影响区淬硬倾向增大,对氢致裂纹敏感性较大,含有碳、氮化合物形成元素的低合金高强度钢还存在再热裂纹的危险等。
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