焊接飞溅组织贝氏体和马氏体对韧性的影响
发布时间:2013-01-16 12:03
贝氏体对韧性的影响
不同温度下焊接飞溅形成的贝氏体有着不同的韧性。在350℃以上，随着贝氏体生成温度的下降焊接飞溅剂工件韧性逐渐降低。而低于350℃后韧性又有上升的趋势，这与低温度下马氏体生成有关。
随着贝氏体生成温度的降低，贝氏体的有效晶粒尺寸又有增大的趋势，这也与马氏体的生成有关，即出现了尺寸更大的马氏体板条束。通过焊接飞溅液贝氏体韧性的改善与有效晶粒尺寸的减小成对应关系，即由于有效晶粒尺寸减小而使韧性改善。
在较高温度下形成的板条状贝氏体，相邻条状晶的位向近于平行，碳化物断续地平行分布于铁素体之间，这意味着断裂有效晶粒尺寸较大，在这种情况下裂纹易沿铁素体条间扩展，冲击吸收功较低，所以焊接飞溅过程贝氏体的出现对韧性是不利的。
在较低温度形成的贝氏体，相邻针状晶的位向呈大角度相交，且碳化物弥散分布于铁素体内部，这意味着有效晶粒尺寸较小，因而脆性裂纹不易扩展，冲击吸收功较大，所以焊接飞溅过程中下贝氏体的出现对韧性有好处。
魏氏组织从本质上也属于贝氏体，这种组织对韧性很不利，主要原因可能也与有效晶粒尺寸有关。
马氏体对韧性的影响
马氏体的韧性高低与含碳量有密切关系，含碳量越高，对韧性越不利。低碳马氏体，特别是低碳回火马氏体（也包括自回火马氏体）有着良好的韧性。
低碳马氏体呈板条存在，10个以上的相邻板条晶几乎是同一位向，构成一个板条束。板条之间呈小角度相交，而板条束之间则成大角度相交，这有利于阻止裂纹的扩展，提高焊接飞溅冲击韧性。
但是，以板条束的尺寸作为裂纹有效晶粒尺寸，要比焊接飞溅剂过程中下贝氏体的有效晶粒尺寸大一些。所以，在奥氏体晶粒度的相同的条件下，低碳马氏体的韧性不如下贝氏体。
高碳马氏体在低碳钢和低合金钢热影响区或焊接飞溅液焊接焊缝中主要存在于岛状马氏体中（也称M-A）组元。岛状马氏体的数量与韧性的关系是逐渐上升的，达到一定含量后保持不变。
当小于180s时，随着岛状马氏体数量的增加韧性明显上升，可见其对韧性危害之大。当大于180s时，由于焊接飞溅中残留奥氏体在冷却过程中分解为铁素体和碳化物，岛状马氏体减少，韧性也不再上升。
本文参考《焊接材料手册》一书。 相关链接
