焊缝金属的化学不均匀性和夹杂.wps
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1、焊缝金属的化学不均匀性和夹杂(一) 焊缝中的化学不均匀性化学不均匀性:结晶过程中化学成分的一种偏析现象。1显微偏析:枝晶偏析指晶粒边界或一个晶粒内部亚晶界或树枝状晶的晶枝之间的偏析。如图 3-34 树枝中心,m表示树枝区域。I 偏析严重。A、M 表示树枝晶的间界。其中 Ke最易偏析元素;先结晶M 处 Ni低,A 与 M点,Ni 高。 1)产生原因: 选择性结晶,焊接时,冷却速度大,液固界面溶质来不及扩散,结晶有先后之分,纯金属先结晶,杂质后结晶。 胞状晶,晶粒内部浓度低,晶界处溶质浓度高。树枝晶,主干处溶质浓度低,树枝区域浓度较高,晶界处浓度最高。 结晶形态不同结晶形态,偏析不同。以 Mn为例
2、: 位置 Mn%树枝晶界 0.59 (树枝晶界偏析最严重)胞状晶界 0.57胞状晶中心 0.47 (希望晶粒越细化越好)2)影响因素 冷却速度v 冷小,可以有充分时间溶质进行扩散,显微偏析减少;v过大,溶质来不及扩散整个液体金属瞬时凝固,偏析程度小。 原始浓度 C0溶质浓度C0 ,偏析加剧。枝晶偏析的结果,晶间含较多低熔点杂质,易于形成凝固裂纹。 元素性质(分配系数或扩散系数)若元素扩散系数小,偏析严重。2、宏观偏析(区域偏析)指焊缝边缘到焊缝中心,宏观上的成分不均匀性,焊缝金属以柱状晶长大,把杂质推向熔池中心,中心杂质浓度逐渐升高,使最后凝固的部位发生较严重的偏析,当焊速较大时,成长中的柱状
3、晶最后都会在焊缝中心相遇,使溶质和杂质聚集在那里,容易产生焊缝纵向裂纹。2、 层状偏析由于化学成分分布不均匀引起分层现象。焊缝横断面经浸蚀之后,可以看到颜色深浅不同的分层结构形态称为结晶层。1)特征 晶粒主轴与层状线垂直。 越先靠近熔合线处越清析,远离熔合线不清晰,线距越宽。 层状线不是连续的,是间断的链状偏析带。2)产生原因:焊缝金属的凝固并不是连续均匀的过程,而是一个断续的过程,一种观点:层状偏析是由于晶体成长速度R 发生周期变化引起R,结晶前沿的溶质浓度增大,晶粒含有一层溶质较多的带状偏析层。R结晶前沿的溶质浓度减少。晶粒成长线速度发生周期变化原因看法有很多不同主要是晶体长大速度R 与晶
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