焊接金属的微观结晶形态.wps

焊接金属的微观结晶形态（一）纯金属的结晶形态纯金属指不含杂质的理想情况，此时金属是在一个确定的温度下结晶的，结晶时，固相和液相成分相同。 G>0 时 G-温度梯度（正的温度梯度）液相温度低于固相温度，过冷度小，结晶缓慢，形成平面晶。如图3-16a、b。 G0，结晶界面呈平面型。2胞状结晶产生条件：过冷度很小。特征：断面六角形，细胞或蜂窝状。胞状结晶发生在具有很小的浓度过冷的条件下，平面晶处于不稳定状态，时而产生实起部分，有于存在着过冷度，凸起就更迅速的向前伸长，但由于浓度过冷很小，达到一凸起程度时，凸起部分迅速析出结晶潜热，提高了附近液体的温度，改变了温度梯度，同时界面溶质浓度发生了变化，使浓度过冷消失，凸起部分不再继续凸起，处于一种稳定的胞状界面状态。见图3-20。3胞状树枝结晶产生条件：过冷度稍大。特征：主干四周伸出短小二次横枝，纵向树枝晶断面胞状。见图 3-224树枝状结晶：产生条件：过冷度较大。特征：主枝长，主枝向四周伸出二次横枝，并能得到很好的生长。由于浓度过冷范围大，在一个晶粒内生长出一个很长的主干，同时主干向横向排出溶质，横向也产生较大的浓度过冷域，主干向四周伸出的二次横枝也得到很好的生长，生产的二次横枝抑制了周围其它亚晶的生长，而形成了粗大的树枝状结晶。见图3-24。5等轴晶产生条件：过冷度大。特征：结晶前沿长出粗大树枝晶，液相内，可自发生核，形成自由长大的等轴树枝晶。见图3-26。C0、R、G对结晶形态的影响见图 3-28。 R、G一定C0向等轴晶方向发展。 C0、G 一定R平面晶向等轴晶发展。 C0、R 一定G向平面晶发展。（四）、焊接条件下的凝固形态焊接条件下的凝固形态见图3-29。 焊缝成分对结晶形态有影响，还与焊接规范参数有关。熔池中成分过冷的分布在焊缝的不同部位是不同的，将会出现不同的结晶形态。在焊缝的熔化边界，由于温度梯度G 大，结晶速度 R小，故成分过冷接近于0，得以平面发展。当远离熔化边界向焊缝中心过渡时，G，R，因此以平面晶胞状晶树枝柱状晶等轴晶发展。但并不是所有焊缝都有这几种结晶形态。1、熔质浓度影响：纯 AL 99 .99%焊缝熔合线附近为平面晶中.S 为胞状晶，若 C0纯 AL 99.6%，焊缝出现胞状晶，中.S.等轴晶。1、 焊接速度的影响V，熔池中心的温度梯度下降很多，使熔池中心的成分过冷很大，中心往往出现等轴晶。V 小，熔合线附近出现胞状树枝晶。2、 电流的影响：I小，胞状晶I较大，胞状树枝晶I大，粗大树枝晶焊接速度过大时，焊缝中心出现等轴晶，低速时，焊缝中心有胞状树枝晶。焊接电流大时，出现粗大的树枝晶。