焊件熱影響區(qū)過燒組織的熱處理方法

摘要：通過對16MnD金相分析、掃描電鏡和能譜測定分析過燒組織的產(chǎn)生原因，發(fā)現(xiàn)其過燒組織機械性能受鋼中夾雜MnS的影響很大。并通過對鋼中MnS的分析，提出了幾種消除過燒組織的方法。

關鍵詞：過燒 金相分析 能譜洲定 熱處理

中圖分號：類號：TG441 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098x(2012)02(b)-0077-01

在鍋爐、壓力容器的制造安裝的焊接過程中，很容易使金屬產(chǎn)生過燒，而影響設備的機械性能，留下不安壘隱患，因此對焊件熱影響區(qū)過燒組織的處理是很必要的。

1過燒組織的產(chǎn)生機理

在焊件的熱影響區(qū)附近，由于溫度過高，不僅奧氏體晶粒已經(jīng)長大，而且在奧氏體晶界上也已經(jīng)發(fā)生了某些能使晶界弱化的變化，這種組織就是過燒組織。過燒可以導致斷口遺傳，會使焊縫區(qū)發(fā)生低應力脆斷，使鍋爐壓力容器存在潛在的不安全因素。

通過金相分析、掃描電鏡和能譜測定分析過燒組織的產(chǎn)生原因，圖1是16MnD進行的試驗所得的結果：

由圖可知，在奧氏體晶粒已經(jīng)細化的情況下，斷裂仍沿原奧氏體晶界發(fā)生，這表明第一次過熱時在原奧氏體晶界發(fā)生了某種使晶界弱化的變化，且這種弱化在再次加熱時不能得到消除。經(jīng)能譜測定，該弱化相與MnS相符，在第一次加熱時，由于溫(左上)1300℃空冷金相組織×500(右上)1300V空冷掃描度足夠高，鋼中的MnS夾雜均已溶入斷口像×lOO(左下)1300℃空冷+850℃油淬金相組織×80奧氏體中，并由于內(nèi)吸附而偏聚在原(右下)1300℃空冷+850℃油淬掃描斷口像×100奧氏體晶界。再加熱后，如以不太快的速度冷卻，則隨溫度的降低，MnS在奧氏體中的溶解度下降，MnS將沿奧氏體晶界析出，使晶界弱化，形成石狀斷口。已經(jīng)析出的MnS再次加熱到正常溫度淬火以及淬火后回火時均不能重新溶解，故斷裂仍易沿原奧氏體晶界出現(xiàn)斷口遺傳。

2如何消除過燒組織

通過上訴分析，使過燒組織性能變差的罪魁禍首就是聚集在奧氏體晶界上的MnS相，如在細化晶粒的同時，把晶界上的MnS相去除，過燒組織就被校正。

(1)重新加熱到引起過燒的溫度，以極慢的速度(如13℃／min)冷卻。

(2)重新加熱到引起過燒的溫度，冷至室溫，再加熱到較前次低100-150℃的溫度，再冷至室溫。如此重復加熱，冷卻直至正常加熱溫度以下為止。

(3)重新鍛造。

(4)進行多次正火。

實踐證明，經(jīng)過以上熱處理后，其過熱區(qū)金相組織明顯得到改善，晶粒細化，應力消除，同時晶界上的MnS相也被完全去除，從而過燒組織被校正，恢復原有的金屬機械性能。