钛硼对焊缝组织的影响
发布时间:2013-05-17 15:14
为研究钛对焊缝组织的影响，将焊缝中硼的含量分为5挡，在这5个硼含量范围内改变焊缝中钛的含量时，其焊缝组织百分数将发生相应变化，并在坐标图上描绘出组织含量变化曲线。
焊缝含钛量由70x10-6左右增加到700x10-6左右时，针状铁素体的量在增加，先共析铁素体的量在减少，从而使焊缝组织得到细化。值得注意的是含硼量少时增加钛并不会使针状铁素体的量发生大幅度变化，并且先共析铁素体量的变化也不太明显。
当含硼量小于45x10-6左右时，含钛量在450x10-6左右可得到最多的针状铁素体量；当含硼量大于45x10-6时，含钛量在200x10-6左右可得到最多的针状铁素体量。
当含钛量大于200x10-6时，只要有足够的含硼量，则先共析铁素体的含量将大幅度下降。随着含钛量的增加，侧板条铁素体减少，而上贝氏体增多。当焊缝含有足够数量的钛和硼时，则不再形成侧板条铁素体。
为了研究硼对焊缝组织的影响，将焊缝中钛的含量分成5挡，在这5个钛含量范围内改变焊缝中硼的含量时，其焊缝组织百分数将发生相应变化。随着焊缝含硼量的增加，先共析铁素体量减少，从而得到细小的显微组织。
但是在含钛量较低时，增加硼的含量并未引起针状铁素体的明显增加和先共析铁素体的明显减少。因此钛的含量不宜过低。另外，硼含量的最佳值与钛的含量有密切关系。
当钛的含量在700x10-6-200x10-6时，硼的最佳值是在30x10-6；当硼为42x10-6，钛为420x10-6时，针状铁素体量最多，先共析铁素体量最少。随着含硼量的增加，侧板条铁素体由2%下降到0，而上贝氏体则有0增至8%。硼增加后阻止了侧板条铁素体的形核与长大。
由大量数据分析得出，最佳的硼或钛含量可以用最大针状铁素体含量来衡量。因为只有得到最大针状铁素体量，才能得到最高的冲击吸收功。因为只有得到最大针状铁素体量，才能得到最高的冲击吸收功。而当硼和钛的含量过高时，将导致韧性下降，还可以用上贝氏体的形成来解释。
有关Ti-B系焊缝韧性高的原因，建议用下述机制来说明：
(1)在凝固过程中，TI保护B不被氧化，使大量偏析的B与N充分反应，生产BN。
(2)在奥氏体区冷却时，Ti通过形成TiN而保护残余的B不被氮化，因而有一定量的自由B向奥氏体晶界偏析。由于硼聚集在晶界，降低了晶界的能量，故不利于先共析铁素体形核。也有人提出，硼在晶界上形成碳化物，它先于铁素体是生成，当这类碳化物尺寸很小时，可阻碍铁素体形核。
(3)含钛的氧化性夹杂物(TiO)促进了在奥氏体晶粒内形核，故有利于晶内针状铁素体的生成。
(4)由于B和Ti形成BN和TiN，减少了固溶于焊缝中的N量。
大量研究表明，没有足够量的钛，硼对促使焊缝中针状铁素体的形成效果不大；相反，没有硼时，钛的效果也不大。当B在(40-45)x10-6、Ti在(400-500)x10-6时，可得到约95%的针状铁素体。
本文参考《焊接材料手册》一书。 相关链接
