45钢和Q235(手工电弧焊)金相图

图1  16X

图2  250X

图3  100X                                                                                图4  400X

图5 200X

图6  200X

图7  200X

材料：

图1–2：45钢和Q235

图3–5：45钢

图6–7：Q235

工艺情况：未预热，CO2气体保护，手工电弧焊，E71T–5焊丝

浸蚀方法：

图1经20%硝酸酒精溶液浸蚀；图2–7经4%硝酸酒精溶液浸蚀

组织说明：

图1为直角焊焊接头宏观形貌。右下角母材为45钢，深色区域为热影响区，左下角母材为Q235(A3)，弧形深色区域为热影响区；图中间三角形区为焊缝区，粗大枝晶状组织依稀可见，其直角处为夹杂。由于焊丝材料成分接近Q235，故焊缝与Q235间的熔合线相对模糊些。

图2为焊缝组织形貌。先共析铁素体沿柱状晶晶界分布，平行排列的无碳贝氏体沿晶界向晶内生长；晶内分布有针状铁素体，部分区域为粒状贝氏体。焊缝的组织分布直接反映了焊接工艺(包括冷却过程)状况，同时直接影响焊接接头的性能，故需要进行分析、对比。

熔合焊的焊接过程中，会有氢侵入金属基体，在一定条件下引发延迟性开裂。因此，焊接中碳钢以及对氢较敏感的钢材时，常用CO2气体保护。

图3~图7为熔合区、热影响区组织形貌。

图3为焊缝与45钢间的熔合区组织形貌。

图左侧为焊缝区，胞状枝晶明显，右侧为45钢的热影响区，由于两者组织相差较大，故形貌反差强烈。

图4为图3放大后的形貌。上方为焊缝区，受母材影响，其底部枝晶退化；下方为母材，组织为黑色珠光体、灰色区马氏体以及白色细条状、针状铁素体。珠光体区域硬度为310~312HV0.2，马氏体区域为509~598HV0.2。

图5为热影响区后端的不完全正火区。组织形貌为黑色珠光体以及白色趋网分布的铁素体，保持着原材料的不均匀性。

45钢在焊接过程中发生不均匀相变(马氏体)，造成很大组织应力，故需采取相应措施以防开裂。

图6为熔合区组织形貌。图上方为焊缝，白色铁素体沿柱状晶界分布，少量无碳贝氏体由晶界向晶内生长，晶内为针状铁素体、粒状贝氏体及少量珠光体。图下方为热影响区，少量块状铁素体沿原奥氏体晶界分布，晶内铁素体针状分布，并有粒状贝氏体、珠光体。

由于焊缝与母材组织相近，熔合线只能从组织差异处依稀分辨出。

图7为Q235母材的热影响区近末端，图左上角为完全正火区，近等轴状晶粒，铁素体和珠光体。中间区为不完全正火区，铁素体与珠光体不均匀分布，保留母材原始带状分布趋向。图右下角为母材，铁素体与珠光体带状分布明显。