❶ 30號鋼的魏氏組織怎麼形成的怎麼消除
魏氏組織;形成因素;消除措施
0.引言
在實際熱處理生產中,常常出現具有先共析片(針)狀鐵素體或針(片)狀滲碳體的組織,即所謂的魏氏組織(W)。大多數認為,魏氏組織對鋼的力學性能是不利的。原因是珠光體基體上分布的針狀鐵素體,不但切割了基體組織,並且如同一些楔狀物造成應力集中,形成裂紋核心,並沿鐵素體擴展,使鋼的塑性和沖擊韌性顯著降低。所以,為了弄清魏氏組織的形成因素並能在實際生產中有效預防和消除,研究者做了大量實踐,並發表了大量論文和專著,筆者現將相關成果進行了總結。影響魏氏組織形成因素主要包括一下幾方面:
1.加熱溫度的影響
為了充分了解在何種溫度下易出現魏氏組織, 研究人員對高線生產的 12mmML35鋼進行了不同的加熱溫度、保溫7 分鍾後空冷以及在300℃的回火爐中保溫30分鍾開啟爐門冷卻, 檢驗金相組織的變化情況,其結果如下:當加熱到850℃時,冷卻後的金相組織為鐵素體+珠光體;當加熱到900℃時,冷卻後的金相組織為鐵素體+珠光體+部分魏氏組織;當加熱到950℃時,冷卻後的金相組織為大部分魏氏組織+少量正常(鐵素體+珠光體)組織;當加熱到1000℃時,冷卻後的金相組織為大量魏氏組織+少量正常(鐵素體+珠光體)組織。從實驗室模擬的情況看:ML35鋼材加熱到900℃以上, 冷卻後鋼中即出現了魏氏組織,這與實際生產測的結果基本吻合。不同的是在300℃的回火爐中保溫30分鍾,開啟爐門冷卻,出現的魏氏組織的量比採用空冷的少。
雖然實驗室模擬的冷卻情況與現場有一定的差距,但從其結果可以說明: 終軋溫度高是ML35鋼產生魏氏組織的主要原因。所以,只有在合適的溫度下生產鋼材,避免過高的加熱溫度,才能有效消除和預防鋼中出現魏氏組織。
2.冷卻速度的影響
大量工藝實踐證明,魏氏組織只能在一定范圍的冷卻速度下才能形成。為了測定魏氏組織的臨界冷卻速度,一般情況下採用端淬法。首先,對試樣進行一段耐火材料保護,其目的在於端淬過程沿縱向試樣獲得較大的冷速梯度,以便在一個試樣上同時測得上臨界點和下臨界點。然後將上述用耐火材料保護的端淬試樣在箱式電阻爐中加熱到920℃,保溫90min,出爐後噴水端淬。端淬後的試樣沿縱向拋光腐蝕後,在光學顯微鏡下觀察,結果在試樣上端和下端分別觀測到出現魏氏組織的一個分界點,根據實驗結果:隨著冷速的不同,魏氏組織的相對量和析出形態有明顯的不同,從左邊端部開始,由於水冷冷速大,組織為馬氏體,沒有魏氏組織;從端部10mm處往右邊開始魏氏組織量逐漸增多,鐵素體針逐漸增大;至耐火材料保護部位,無魏氏組織,為等軸的鐵素體+珠光體。
以上實驗充分證明了冷卻速度對魏氏體形成的影響,魏氏組織是在一定的冷速范圍內形成的。在該冷速范圍內,先共析鐵素體將由一部分呈針狀魏氏組織形態存在,過慢(等軸鐵素體+珠光體)或過快(馬氏體)的冷速都不出現魏氏組織。因此,在熱處理過程中,為了避免魏氏組織的產生及其對工件力學性能的不利影響,應盡量控制工件的冷卻速度,避開魏氏體形成的溫度范圍,以提高工件的綜合力學性能。
3.碳(合金)量的影響
碳含量減少使先共析鐵素體組織增多,當出現過熱時,在一定的冷卻速度下,鐵素體首先在奧氏體晶界上成核,向奧氏體晶粒內部呈羽毛狀長大,使碳原子發生擴散。隨著加熱溫度的升高,晶粒趨向粗大,在較低的冷卻速度下會出現魏氏體組織。由此可以看出,鋼中的魏氏組織主要來自於先共析鐵素體(有時也可來自於先共析滲碳體),而先共析組織的含量取決於鋼中碳元素的濃度,所以說,含碳量也是影響鋼中魏氏組織形成的一個重要因素。大量實驗數據表明:含碳量<0.1%時,為粒狀組織;含碳量為0.3-0.5%時,為網狀組織;含碳量>0.5時,為珠光體;只有碳含量在0.2%左右時才有魏氏組織產生。之後隨著碳含量的升高,其逐漸接近鋼的共析成分,先共析組織越難析出,魏氏組織也就逐漸消失。經大量實驗證明,當鋼的碳含量超過0.6%時,魏氏組織鐵素體就難以再形成。
另外,影響魏氏組織形成的不僅是碳含量,在實踐中發現,有很多合金元素也能對其產生重要影響。當鋼中加入Mn元素時,會促進魏氏組織鐵素體的形成;而如果在其中加入Mo、Cr、Si等元素時,則會阻礙魏氏組織的形成。因此,在熱處理工業生產中,為了避免魏氏組織帶來的不利影響,要注意鋼中碳及合金元素的影響,並通過控制合金的種類和含量來控制魏氏組織的產生。
4.晶粒度的影響
一般認為,奧氏體晶粒越粗大,越容易形成魏氏組織,而魏氏組織也往往與粗大的奧氏體晶粒伴生。實驗中測得,在不同的奧氏體化加熱溫度條件下、採用同一冷卻速度進行冷卻,隨著溫度的變化,魏氏組織的數量和形態有很大的不同:溫度低於900℃時,晶粒度在8.0~8.5 級,魏氏組織量較少;溫度在950℃~1000℃范圍,晶粒開始長大、晶粒度在6.0-7.0范圍,魏氏組織量增加;溫度在1050℃~1100℃范圍,晶粒粗化、晶粒度在3.5~5.0范圍,鐵素體針的尺度增大,魏氏組織級別明顯增大。
應該指出,當鋼的奧氏體晶粒較小,存在少量魏氏組織鐵素體時,並不明顯降低鋼的力學性能,在這種情況下鋼件仍可使用。只有當奧氏體晶粒粗大,出現粗大的魏氏組織鐵素體時,才使鋼的強度降低,特別是韌性顯著下降。因此,在實際生產中為了有效消除魏氏組織,可以採取細化晶粒的正火、退火及鍛造等工藝。
5.結語
以上具體分析了鋼中形成魏氏組織的具體因素,因此我們可根據這些因素提出相應的預防消除措施:①調整合適的熱處理溫度,避免過高溫度;②過快或過慢的冷卻速度都會抑制它的形成,因此在生產中要避開形成魏氏體的冷卻速度范圍;③選擇碳含量合適的鋼材,並可以通過添加適當合金元素的方法控制魏氏組織的形成;④採取細化晶粒的正火、退火及鍛造等工藝,消除粗大的奧氏體晶粒。
❷ 低碳鋼在焊接熱影響中為什麼會出現魏氏組織
焊接熱影響中的過熱區,由於奧氏體晶粒長得非常粗大,這種粗大的奧氏體在較快的冷卻速度下會形成一種特殊的過熱組織,其組織特徵為在一個粗大的奧氏體晶粒內會形成許多平行的鐵素體(滲碳體)針片,在鐵素體針片之間的剩餘奧氏體最後轉變為珠光體,這種過熱組織稱為鐵素體(滲碳體)魏氏組織。希望能夠採納
❸ 魏氏組織是怎麼形成的
形成的魏氏組織,一般情況下,是由於鍛造溫度高,晶粒長大,造成的結果。調質的過程中不會出現
❹ 請問焊接熱影響區過熱區有魏氏組織是否正常
回樓主:產生魏來氏組織屬正常,自因為這是由焊接工藝的冶金過程所決定的,而金屬的性能取決於組織,這是金屬學上的基本規律。因此,焊接件中焊縫區和熱影響區的組織變化,必將影響金屬性能的改變。魏氏組織常在焊縫中遇見,韌性會變差,一般情況下,不影響使用,
❺ 不銹鋼為什麼叫魏氏體
魏氏組織(魏氏體)指一種金屬的微觀結構,常見於焊縫中。
研究金屬微觀結構的學科叫做金相學。它是一種通過用顯微鏡觀察金屬表面,並以此推斷金屬內部元素排列方式(金相結構、金相組織)的學問;
金相學對有普遍代表性特徵的金屬內部元素排列方式(金相結構、金相組織)賦予各種名稱,如奧氏體、馬氏體、珠光體……;(命名方式沒有固定模式)
魏氏組織(魏氏體)最早在隕石中發現。現在主要產生於焊縫的焊接缺陷中,並且以不銹鋼焊接中出現的較多。
魏氏組織
1808年德國人魏德曼施泰登首先在鐵隕石(鐵鎳合金) 實驗中發現。 英國金相學家索比為紀念魏德曼施泰登(A.J.widmannstatten)將其 命名為魏氏組織。
形態:亞共析鋼中在光學顯微鏡下的魏氏組織形態有片狀、羽毛狀或 三角狀粗大的鐵素體呈平行或三角分布,其間存在著珠光體的組織。 它多出現在奧氏體晶界,同時向晶內生長。
產生原因:原始奧氏體晶粒粗大,後續軋製冷卻速度過快。
危害性:降低板材塑性和沖擊韌性,力學實驗中多表現為斷面收縮率 下降、沖擊性能不合。
預防措施:嚴格控制板坯溫度,防止過熱。合理調節層流水控製冷卻 速度,防止冷卻速度過快。
消除方法:完全退火或正火。
❻ 金屬學 魏氏組織形成條件 是什麼、
在亞共析鋼或過共析鋼中,由高溫以較快的速度冷卻時,先共析的鐵素體或滲碳體從版奧氏體晶界權上沿著奧氏體的一定晶面向晶內生長,呈針狀析出。在光學顯微鏡下可以觀察到從奧氏體晶界上生長出來的鐵素體或滲碳體近似平行,呈羽毛狀或三角形,其間存在著珠光體的組織。這種組織稱為魏氏組織。實際生產中遇到的魏氏組織大多是鐵素體魏氏組織.魏氏組織常伴隨著奧氏體晶粒粗大而出現,因此,使鋼的力學性能尤其是塑性和沖擊韌性顯著降低,同時使脆性轉折溫度升高。魏氏組織容易出現在過熱鋼中,因此,奧氏體晶粒越粗大,越容易出現魏氏組織。鋼由高溫較快地冷卻下來往往容易出現魏氏組織,慢冷則不易出現。鋼中的魏氏組織一般可通過細化晶粒的正火、退火以及鍛造等方法加以消除,程度嚴重的可採用二次正火方法加以消除。
❼ 什麼是魏氏體組織(金相),有何特徵有何危害
樓上對魏氏體的形成過程和如何消除做了詳細說明,我做以下補充,希望版對大家有用權:【網路上講到:工業上將先共析的片(針)狀鐵素體或片(針)狀碳化物加珠光體組織稱魏氏組織,用W表示。前者稱α-Fe魏氏組織,後者稱碳化物魏氏組織: 在亞共析鋼中(1)一次魏氏組織F:從奧氏體中直接析出片狀(截面呈針狀)分布的F稱一次魏氏組織F。(2)二次魏氏組織F:從原奧氏體晶界上首先析出網狀F,再從網狀F上長出的片狀F稱二次魏氏組織F。兩者往往連在一起組成一個整體,人為分為兩種是它們的形成機制不同。鋼中常見的是二次魏氏組織F。亞共析鋼魏氏組織F單個是片(針)狀的,整體分布形態為(1)羽毛狀;(2)三角狀;(1)兩者混合型的。】我要說的是,現在大家對魏氏體仍舊沒有研究明白。最近外國一些學者甚至還認為魏氏體具有優良的性能,要嘗試採取各種措施來獲得大量魏氏體組織。然而這並不是毫無根據的,目前一些研究表明:當鋼中得到魏氏體組織時之所以性能嚴重惡化是因為在產生魏氏體的同時,在晶界上伴隨著網狀碳化物的出現,加劇了鋼材的脆性。當然目前該研究尚不成熟,有待進一步商榷!現在只要了解其成因和出現原因及金相形貌就可以了,謝謝!