焊接金属的微观结晶形态.wps
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1、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。 G0 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
2、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
3、。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。
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