焊接Fe3AIQ235熔合区微观结构表征

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Q235钢摩擦叠焊单元成形焊接接头金相组织分析

12试验与研究焊接技术第42卷第6期2013年6月文章编号：1002—025X(2013)06—0012-03Q235钢摩擦叠焊单元成形焊接接头金相组织分析高辉，焦向东，周灿丰，陈家庆(北京石油化丁学院能源丁程先进连接技术研究巾，L、，北京102617)摘要：针对Q235钢开展了摩擦叠焊单元成形焊接试验并对在主轴转速5ooo r／r a i n．塞棒进给速度O．3nl l n]s条件下的焊接接头的显微组织和显微组织硬度进行了测试．分析了摩擦叠焊单元成形焊接接头中不同位置的金相组织结构与摩擦焊接过程中温度和压力之间的关系．以及接头中不同位置处显微组织硬度存在差异的原因该研究对Q235钢摩擦叠焊焊接工艺参数的研究及提高焊接接头的质量具有一定的指导意义关键词：Q235铜；摩擦叠埠：金相鲴织中图分类号：T G456．5文献标志码：B摩擦叠焊属于一种新型的同相连接技术，因其焊接过程中不采用电弧加热的形式，焊接接头的质量受环境压力变化影响较小，特别适合于水下作业，尤其是深水结构物的修复。

德国G K SS，英国T W l 以及巴两石油公司分别于2003年、2008年前后针对钢材料进行了摩擦叠焊设备及焊接T．艺的详细试验研究，．摩擦叠焊作为一种较新的焊接T艺，目前国内对其焊接设备和焊接T艺的研究尚处于试验窒阶段-．本文针对Q235钢开展了摩擦叠焊单元成形焊收稿日期：2012一l2—05基金项目：同家自然基金青年基金(51109005)接试验并对焊接T-艺参数为5000r／rai n，0．3m m／s 条件下的焊接接头的金相显微组织和显微组织硬度进行了测试，分析了焊接接头不同位置金相组织及显微组织硬度存在较大差异的原因，该研究对Q235钢摩擦叠焊焊接T艺参数的研究具有一定的指导意义1摩擦叠焊单元成形试验摩擦叠焊焊接过程如图l所示，其焊缝由多个单元焊接叠加而成。

因此，对于摩擦叠焊而言，能够获得质量良好的单元成形接头是焊缝成形质量保-4"-”+一+一+一-4．-一-4-”-4--”-4--一-4--一+一+一+一+--4．-一-4-一—_卜一—卜一-4-一+一+一+--4--—卜一-4--—P一-+-一—+r-—卜一+一+--4-一—+一一-4-一-4'-一+*—卜-—+一一-at-一—+一一—+-一-4---—-卜-——卜一—卜一—+一--+-一-4-由于脉冲焊维弧时间相对连续焊的时间短．因而焊接时输入的能量相对连续焊更少，焊接热输人小．所以焊接热影响区的尺寸相对更小：3结论(1)脉冲焊焊接接头组织较连续焊更为均匀．产生魏氏组织较少。

高强度低合金钢焊接时微观结构和局部脆性区现象

高强度低合金钢焊缝的微观结构和局部脆性区现象本课题研究高强度低合金钢板焊缝微观结构和局部脆性区之间的相关性，通过模拟热影响区以及焊接接头测试研究局部脆性区对韧性的影响，通过使用切口圆拉伸测试和后续的扫描电子显微镜的分析来确定微孔和解理微裂纹形成的机械加工过程。

多层焊接接头焊接热影响区的局部脆性区就是临界区加热粗晶的热影响区,其性能会受到各种冶金因素的强烈影响，例如有效晶粒尺寸和高碳的马氏体。

实验结果表明：单调增加马氏体的数量使得夏比能源减少，从而可以确认马氏体是控制热影响区韧性的主要显微组织因素。

另外，可以发现开始在马氏体和铁素体基体的界面上形成的微孔和微裂纹，也会使其韧性降低。

这些研究结果表明，在粗晶热影响区的局部脆性区的现象可以通过形态和马氏体的数量来解释。

1、介绍最近，我们注意到高强度低合金钢在通过多层埋弧焊时存在非常低的韧性值，高强度低合金钢焊缝的金相分析揭示不同区域热影响区微观结构。

例如，单层焊时,热影响区中的四个特征区域由峰值温度决定,该四个区域在焊接热循环时显示为：一个粗晶区，一个细晶区，一个临界区和一个亚临界区域。

在多层焊时，这些地区进行多次热循环时，形成不均匀和复杂的微观结构。

热影响多层焊缝的一个理想化的示意图如图1所示，根据再热温度，粗晶区域大致可以分为四区域如下: (a)亚临界再热粗晶区,该区域再热温度在AC1以下，(b)临界再热粗晶区，该区域的再热温度在AC1和AC3之间，（C）超临界再热粗晶区,该区域再热温度在AC3和1200°c之间，(d)恒定的再热粗晶区,该区域不需要再热或再热温度超过1200°c。

尽管已经开展了许多关于高强度低合金钢焊缝的研究,很少有报道关于控制焊接接头的韧性的可用因素，现在大家都认为粗晶区韧性最低。

由于局部脆性区中存在不合理显微结构使得低温韧性严重减少，从而使局部脆性区成为一个严重的问题，如之前的大尺寸奥氏体晶粒,上贝氏体、马氏体和微合金沉淀。

Q235表面双丝CMT技术堆焊Fe-Al合金

少母材变形和焊接裂纹，焊前还需要预热４００ｃｃ左右，焊后随炉缓冷。焊接电流和电弧电压是由焊接专家系统根据送丝速度给定的，可以直接简化为一个因素。其中双丝的保护气均采用
纯Ａｒ（２０ｌＪｍｉｎ），干伸长：１８ｍｍ，焊接模式：ＣＭＴ－ＴＷＩＮ。焊接方案如表３所示。
作者简介
正是利用ＣＭＴ焊接热输入小的特点，试验采用钢铝双丝ＣＭＴ — ＴＷＩＮ进行堆焊（如图１），但
钢的密度（７．８ｇ／ｃｍ３）比铝（２．７ｇ／ｃｍ３）要大得多，
所以选择铝丝在前，钢丝在后，利用两个熔池的充分搅拌，试图得到成分均匀的堆焊层。由于此试验旨在堆焊层中获得较多的ＦｅＡｌ，冈此钢丝和铝丝的配ｔ；Ｌ；Ｅ关键。由铁销二元相
关键词：ＣＭＴ — ＴＷＩＮ；柱状晶；Ｆｅ。ＡＩ
１序言
本试验旨在以 — Ａｌ系合金代替不锈钢，这样不仪可以降低成本，节约ｃｒ、Ｎｉ等战略性元
、激光熔敷、辉光放电等）在钢表面也能获得这样的合金层，
３试验结果和分析
试验结果见表４所示，６组试样中只有试样ｌ一
３是最美观的（如图３），无明焊接缺陷；其次是１＿４外观相对良好（见网４）。整体可以看随
注：Ｖ，一ＥＲ５３５６送丝速度（下同），Ｖ：一ＥＲ５＿６送丝速度（下同）
得致密、无裂纹孔洞等缺陷的Ｆｅ — ＡＩ堆焊层。堆焊层主要由柱状晶组成，内部析出Ｔ￣ａ４＼的弥散相，ＥＤＳ表明堆焊层存在Ｆｅ￣ＡＩ。硬度测试表明：熔合区硬度分布不均匀，硬度ｔＩ￣Ａ％４５０ＨＶ，而焊缝中心区硬度

Al2O3-Al复合材料的微观结构分析

熔铝氧化渗透合成SiCp/al203-al复合材料的微观结构分析崔岩，宋颍刚，张少卿（北京航空材料研究院，北京l00095）摘要：以低成本的熔铝氧化渗透合成新方法制备了SiCp/al203-al复合材料。

借助X光电子谱（XPS）、光学金相显微镜、透射电镜（TEM）、X射线衍射（XRD）等手段研究了该种复合材料的微观结构，并分析了影响微观结构的主要因素及其影响规律。

结果表明，al203和al作为复合材料基体呈双连续分布，它们各自的含量可在较大范围内受SiC颗粒的粒度所控制。

在熔铝氧化渗透合成的SiCp/al203-al复合材料中，各组成相之间无界面反应，也无晶间相，al203在SiC颗粒表面二次形核并直接生长的现象普遍存在，并由此形成了具有良好物理冶金结合的al203-SiC一体化陶瓷骨架。

关键词：SiC颗粒；熔铝；氧化渗透；复合材料；微观结构中图分类号：TB333文献标识码：a文章编号：l005-5053（200l）04-0023-05与热压烧结等传统的陶瓷复合材料制备工艺相比，熔铝氧化渗透合成新技术具有极为显著的低成本优势：工艺温度低，适于在空气中进行，无需压力，构件致密化过程中基本不发生收缩；以廉价的铝合金锭为母材，无需超细、高纯氧化铝粉。

此外，还易于实现制品大型化及其近无余量制备，因此更具产业化潜力。

SiCp/al203-al复合材料则是熔铝氧化渗透合成新方法的成功典范［l~3］。

已有研究工作表明［4，5］，熔铝氧化反应渗透合成的SiCp/al203-al复合材料微观结构复杂、独特。

其相组成、相分布方式及相间界面特征等在很大程度上受工艺条件、工艺参数的控制，同时又都会对复合材料的性能产生显著影响。

但到目前为止，对该种材料微观结构的定量表征及系统的分析工作还很缺乏。

本文的目的则是深入揭示该种材料微观结构特征及其控制因素与控制规律，为实现其微观结构乃至性能的优化设计进而使之在某些应用背景下成为性能价格比最优的选材提供必要的依据。

焊接接头的微观结构与性能关系

焊接接头的微观结构与性能关系焊接是一种常见的金属连接方法，通过加热和冷却使金属材料相互结合。

焊接接头的质量直接影响着焊接件的性能和使用寿命。

而焊接接头的微观结构则是决定其性能的重要因素之一。

本文将探讨焊接接头的微观结构与性能关系的几个方面。

首先，焊接接头的晶粒结构对其性能有着重要影响。

焊接过程中，金属材料会经历加热、熔化和冷却的过程，从而形成焊缝。

在冷却过程中，焊缝中的金属会重新结晶，形成新的晶粒。

晶粒的尺寸和形状会影响焊接接头的硬度、强度和韧性等性能。

通常情况下，细小的晶粒有助于提高焊接接头的强度和韧性，而大的晶粒则可能导致脆性断裂。

其次，焊接接头的晶界对其性能也有重要影响。

晶界是相邻晶粒之间的界面，其性质与晶粒内部的晶格结构有所不同。

晶界的类型和分布会影响焊接接头的力学性能和耐腐蚀性能。

例如，晶界的弯曲、扭曲或断裂可能导致焊接接头的脆性断裂。

此外，晶界也是焊接接头中可能存在的缺陷和裂纹的起始点。

此外，焊接接头的组织相对于性能也有着重要的影响。

焊接过程中，金属材料会发生相变，形成不同的组织结构。

不同的组织结构具有不同的力学性能和耐腐蚀性能。

例如，奥氏体组织通常具有较高的强度和硬度，而铁素体组织则具有较好的韧性。

通过合理控制焊接过程和热处理工艺，可以获得适合特定应用的组织结构，从而提高焊接接头的性能。

最后，焊接接头的缺陷和裂纹对其性能也有着重要的影响。

焊接过程中，由于热应力和冷却速度的影响，焊接接头中可能会出现各种缺陷和裂纹，如气孔、夹杂物、焊缝偏离等。

这些缺陷和裂纹会降低焊接接头的强度和韧性，甚至导致焊接接头的失效。

因此，在焊接过程中，应注意控制焊接参数和采取适当的预处理措施，以减少缺陷和裂纹的发生。

综上所述，焊接接头的微观结构对其性能有着重要影响。

晶粒结构、晶界特征、组织结构以及缺陷和裂纹等因素都会对焊接接头的力学性能、耐腐蚀性能和耐热性能等产生影响。

因此，在焊接过程中，需要合理选择焊接材料、控制焊接参数和采取适当的热处理工艺，以获得理想的微观结构，从而提高焊接接头的性能和可靠性。

焊缝宏观分析报告

焊缝宏观分析报告引言焊接是一种常见的连接金属的方法。

作为连接金属的重要工艺，焊接的质量直接影响到焊接件的性能和使用寿命。

焊缝是焊接后形成的连接点，其质量是判断焊接质量的重要指标之一。

本报告旨在对焊接过程中的焊缝进行宏观分析，通过分析焊缝的形态、大小、变形等特征，评估焊接质量和性能。

焊缝形态分析焊缝形态是指焊缝在截面上的形状和结构特征。

常见的焊缝形态有直线形、弯曲形、锁口形和角焊缝等。

通过观察焊缝形态可以初步了解焊接过程中的熔融和凝固情况。

直线形焊缝直线形焊缝是最简单的一类焊缝形态。

其焊缝呈直线形状，截面宽度均匀，没有明显的偏差或变形。

直线形焊缝通常表明焊接过程中热输入和能量分布均匀，焊接过程稳定。

弯曲形焊缝弯曲形焊缝在截面上呈弯曲状，可能由于焊接过程中的外力作用或焊接材料的变形引起。

弯曲形焊缝需要进一步分析引起焊缝弯曲的原因，例如是否是由于焊接过程中的温度变化或应力集中引起的。

锁口形焊缝锁口形焊缝在截面上呈锁口状，呈现出凸起的形态。

锁口形焊缝通常是由熔融金属在凝固过程中的收缩引起的。

锁口形焊缝可能会降低焊接件的强度和密封性能，需要注意焊接参数的控制。

角焊缝角焊缝是在两个相交板材之间形成的焊缝。

角焊缝的有效截面尺寸通常是焊接过程中的重要参数之一，需要关注角焊缝的宽度和高度等尺寸特征。

角焊缝的尺寸对焊接质量和载荷传递能力有重要影响。

焊缝大小分析焊缝大小指的是焊缝在截面上的尺寸大小。

焊缝大小直接影响到焊接件的强度和密封性能，是焊接质量评估的重要指标。

焊缝宽度焊缝宽度是指焊缝在截面上的最大宽度。

焊缝宽度的大小受到焊接电流、焊接速度、焊接材料和焊接条件等因素的影响。

合理控制焊缝宽度可以保证焊接质量。

焊缝高度焊缝高度是指焊缝在截面上的最大高度。

焊缝高度会受到焊接电流和焊接速度的影响，过高的焊缝高度可能导致焊接过程中的热输入不均匀，影响焊接质量。

焊缝深度焊缝深度是指焊缝在板材厚度方向上的最大深度。

焊缝深度的大小对焊接质量和强度有重要影响。

金属焊接中的焊缝形貌表征与分析

金属焊接中的焊缝形貌表征与分析在金属焊接过程中，焊缝形貌的表征与分析是一项关键任务。

焊缝形貌的好坏直接影响到焊接接头的质量和性能。

因此，准确、全面地了解和分析焊缝形貌是非常重要的。

一、焊缝形貌的定义与分类焊缝形貌是指焊接过程中金属材料的融合和凝固状态所形成的外观特征。

根据焊接方式和焊接金属材料的不同，焊缝形貌可以分为各种类型。

1. 直缝焊缝直缝焊缝是指焊接接头的两个或多个坯料通过直线焊接在一起形成的焊缝。

直缝焊缝可根据连接金属材料的不同分为钢直缝焊缝、铝直缝焊缝等。

2. 环缝焊缝环缝焊缝是指焊接接头的两个或多个坯料通过环形焊接在一起形成的焊缝。

环缝焊缝常见于管道、圆筒等部件的焊接中。

3. 斜缝焊缝斜缝焊缝是指焊接接头的两个或多个坯料通过斜向焊接在一起形成的焊缝。

斜缝焊缝的焊接角度可以根据具体需要而定。

二、焊缝形貌的表征方法为了准确地表征焊缝形貌，常用的方法有以下几种：1. 目视检查法目视检查法是最常用的一种表征焊缝形貌的方法。

通过肉眼观察焊缝的外观特征，如焊缝的宽度、高度、凹凸等，从而判断焊接接头的质量。

2. 金相显微镜观察法金相显微镜观察法是通过放大焊缝的显微图像，利用金相显微镜对焊缝的组织结构、晶体大小和形貌进行观察和分析。

这种方法可以提供更加详细准确的焊缝信息。

3. 扫描电子显微镜观察法扫描电子显微镜观察法是利用扫描电子显微镜对焊缝的表面形貌进行观察和分析。

通过高分辨率的扫描图像，可以更加清晰地观察到焊缝的微观形貌。

三、焊缝形貌分析的意义和应用焊缝形貌的分析对于评估焊接接头的质量和性能具有重要意义。

1. 质量评估通过分析焊缝形貌，可以判断焊接接头的质量是否符合要求。

如焊缝的宽度、高度等是否满足规定的要求，是否存在未熔透、气孔、夹渣等缺陷。

2. 接头性能评估焊缝形貌的分析也能够评估焊接接头的性能。

例如，通过观察焊缝的晶粒尺寸、晶界清晰度等信息，可以初步判断焊接接头的强度、韧性等性能。

3. 缺陷分析与改进对于存在焊缝缺陷的接头，通过仔细分析焊缝形貌，可以找到导致缺陷的原因，并采取相应的改进措施，提高焊接接头的质量。

焊接冶金原理05焊接熔合区1课件

熔合区中硫的分布
2、组织不均匀性
成分不均匀性在一定程度上决定了组织不均匀性，焊接工艺与焊接方法也会对熔合区的组织不均匀性产生一定的影响。 ➢ 非对流混合区过渡成分有可能导致其在凝固后形成的组织可能既不
同于母材组织也不同于焊缝组织，甚至可能出现一些不希望得到的有害组织。如在异种钢焊接过程中可能会形成一个马氏体层，有时还会形成铁素体带和富奥氏体带等等。 ➢ 在部分熔化区，有时会发生严重的晶界液化。液化的晶界在凝固过程中可能会发生严重的偏析，甚至会在晶界形成近共晶组织，导致晶界发生严重的脆化。例如，在2219铝合金焊接过程中的部分熔化区的晶界经常会出现共晶组织，在铸铁焊接过程中在部分熔化区经常会观察到白口铁组织。
非对流混合区半岛状形貌a)与成分分布b)
5.2.2非对流混合区的形成机理
非对流混合区形成示意图
实际上，利用流体力学中流动边界层的理论可以很好的解释非对流混合区的行为。流动边界层，是指贴近固壁附近的一部分流动区域，在这部分区域中，沿着固壁面切向速度由固壁处的0速度发展到接近来流的速度，一般定义为在边界处的流速达到来流流速的99%。
边界层的厚度：
X
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1
5.20Re 2
0 Re 5105
X X
Re
其中为流体的密度，kg/m3;
为流体动态粘度，Pa.s;
为运动粘度，m2/s；
X 为到固/液界面的距离，m；
是到固/液界面一定距离后的均匀流速，m/s。
5.2.3非对流混合区的控制措施
非对流混合区对接头性能的影响：
➢ 在适当的氧化环境中，当焊缝金属比基体金属惰性能大时，非对流混合区是焊接接头中腐蚀速度最快的区域；

焊接接头宏观及显微组织的观察

实验四焊接接头宏观及显微组织的观察一、实验目的1.了解金相显微镜的构造及使用方法；2.了解钢材焊接接头的宏观组织及显微组织；3.了解化学成分对焊接接头组织的影响。

二、实验内容1.学习金相显微镜的使用方法；2.观察低碳钢焊接接头横截面的宏观组织，并画出其示意图；3.观察低碳钢焊接接头和母材的显微组织，并画出过热区(含熔合区)、正火区和母材的显微组织示意图。

三、实验设备及材料DJX-1型金相显微组织电视显示系统，XJP-2型金相显微镜；低碳钢(Q235A：热轧态，埋弧自动焊，V形坡口)焊接接头试样。

四、光学金相显微镜简介1.构造光学金相显微镜主要由五个部分组成：载物台、物镜、目镜、光源和调节系统(如图7-1所示)。

载物台是放置试样用的。

它安装在滑轨上，可以平移，以改变试样的观察部位。

物镜和目镜构成放大系统。

显微放大倍数等于物镜放大倍数与目镜放大倍数的乘积。

调节系统包括粗调和微调旋钮。

调整旋钮，载物台就会上升或下降，物镜与试样观察表面的距离随之变化。

当调整到适当位置时，就可以清晰地看到显微组织。

光源是一个6 V、15 W的小灯泡，用来使试样表面获得充分、均匀的照明。

2.原理如图7-2所示，光源发出的光经聚焦后透过物镜射到试样表面。

由于试样表面经过处理，不同图7-1 金相显微镜构造1—光源；2—微调旋钮；3—粗调旋钮；4—载物台；5—试样；6—目镜；7—物镜图7-2金相显微镜光程图1—光源；2—聚光镜；3—半反射镜；4—物镜；5—试样；6—目镜的组织对光线的反应有所不同。

带有组织特征的光线再反射到物镜，放大后经棱镜反射到目镜再一次放大，于是就可以在目镜中看到放大的显微组织。

3.操作步骤1)打开光源。

2)将试样磨面向下，放在载物台上。

3)调节粗调旋钮，使试样尽量接近物镜，但不可接触物镜。

4)通过目镜观察，同时调节粗调旋钮使载物台徐徐上升(注意不可调反)。

这时视野逐渐变亮，直至组织出现。

若视场逐渐变暗，则应重新调整。

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焊接Fe3AI/Q235熔合区微观结构表征马海军；李亚江；U.A. Puchkov;王娟。

山东省石靖路73号山东大学液态结构及其遗传材料重点实验室；俄罗斯莫斯科105005 鲍曼莫斯科国立技术大学公关ChinaMaterial科学系。

文章信息：关键词：文章历史：Fe3AI金属化合物2007年7月17日收到焊接工艺2008年6月21在修订后的形式收到微观结构2008年6月24日出版裂纹摘要：对Fe3ＡＩ／Ｑ２３５焊接区进行分析，以调查焊接材料金属化合物的组织微观特征。

结果表明由于Ｃｒ２５，Ｎｉ１３等金属作为填充物从而获得了无裂纹的焊缝区。

由于铝，镍，锰，铬元素在熔合区附近的剧烈波动，产生了焊接区的微观结构不同的形态。

鱼骨状结构的Q235钢侧熔合区中是铁（铬，铝，镍）固溶体组成。

焊缝断口处的的剪切强度达到了５３３.３３ＭＰａ，断口的断裂形式主要是穿晶断裂且沿[1 1１]面向{110}面发生。

并判定断口晶面的结构模式和其中铁的相位关系，确定上贝氏体在焊缝中的成分及焊缝区组织形态的变化。

低于熔点（Tm）或关键订购温度（Tc）不同的原子倾向于占据特定的晶格网站形成超晶格结构[ 1-3 ]。

Fe3Al具有导电、导磁和耐腐蚀的性能。

它由铝、铁元素构成，所以具有低成本和低密度的特点。

在低于600◦的温度下其强度没有太大的变化，因此它是常用的高温结构材料[ 4-7 ] 。

在社会发展中，有些铁结构在关键的时候应用Fe3Al焊接。

然而，Fe3Al焊接时容易产生裂纹[8–10]，尤其是对传统的焊缝熔焊，裂纹是结构材料工程应用中的主要障碍。

在我们以前研究的一些铬镍合金系列cr18 - NI8 、Cr18 - Ni13 、Cr25 - Ni13 Cr25-Ni20 ，具有优良的应用于焊接材料抗裂性能。

并且在室温中Cr25 - Ni13合金的焊接容易获得光滑、无裂纹的融合区。

因此，Cr25 - Ni13合金作为钨极惰性气体电弧焊接（氩弧焊）为Fe3Al／Q235钢在这篇文章中的填充材料，以调查的焊接结构的性能。

由对Fe3Al/Q235焊接区微观特征、元素分布、断裂特性和精细结构进行研究，从而为Fe 3 Al金属间化合物作为工程材料的应用提供了一个重要的实验和理论依据。

２实验性在测试中使用的材料是Fe3Al金属间化合物板和Cr25 - Ni13合金丝。

Fe3Al金属熔化的真空感应炉和制作成板热轧技术，其成分和热物理性质的关系如表1所示。

Q235钢和Cr25 - Ni13合金的成分和力学性能如表2所示。

焊前通过机械和化学的方法去除Fe3 Al和Q235钢表面氧化膜和污垢。

Fe3Al金属和Q235钢在室温下焊接采用氩弧焊等方；测试设备为ZX69 -150交直流可控硅整流弧焊机；用线切割法得到Fe3Al/Q235接头，切成大小为10毫米×10毫米×8毫米。

在测试中使用的焊接参数为：焊接电流90 ，电弧电压28-32伏，氩气流量L最小-1 ，焊接速度4.0-5.2厘米min-1的，如表3所示。

Fe3Al/Q235接头焊后，制备成金相样品，然后由盐酸和硝酸溶（3:1）溶液腐蚀。

焊接区的微观组织和断口形貌用尼康XFN-ASIA -IIA的金相显微镜和JXA- 840扫描电子显微镜（扫描电镜）观察并分析。

用JXA- 880R电子探针分析仪（EPMA ）（能量色散谱（EDS ）附件）和H- 800透射电子显微镜（TEM），分别通过该元素的分布和精细结构进行了测定。

H. Ma et al. /材料化学与物理112 （2008）810-815表１Fe3Al金属间化合物的成分和热物理性质成分（Wt%）Fe AI Cu Nb Zr B Mn Ce81.02 16.82 0.78 0.63 0.28 0.01 0.1 0.15热物理性质，化学性质结构有序的临界温度（◦c）杨氏弹性模量（GPA）熔点（◦c）热膨胀系数（10-6K- 1 ）密度（gcm−3）拉伸强度（MPa）伸长率（％）硬度HRCDO3 540 140 1540 11.5 6.72 455 2 ≥293结果与讨论3.1焊接区的微观结构Fe3Al金属焊接性较差，因此Fe3Al金属侧熔合区是整个焊接结构脆弱的地区。

可以看出，在图1A中，Fe3Al为基体金属和Cr25 - Ni13合金作为焊缝填充金属，焊接结构中不开裂的地方发生在Fe3Al金属边融合区。

由冷却速度和本地合金元素的波动影响，Fe3Al金属侧熔合区的显微组织由奥氏体（A）和不同形态的铁素体组成如图（六）所示。

A板的平行排列与熔合线的角度大致为和50-70。

一个板块的传播方向表示最大温度梯度凝固的方向。

其中的一个板块，在Q235钢侧的焊接热循环的影响下融合区焊缝金属颗粒很粗，见图1b。

由于合金元素的熔合区附近的过热导致浓度波动剧烈，所以共晶结构分布像一个粗的鱼骨。

当单相γ一铁氧体沉淀从熔池凝固时，Cr25 - Ni13合金被用来作为填充金属。

α±铁素体相变奥氏体以及为奥氏体E>铁氧体发生继续。

在室温下的焊缝矩阵是奥氏体（A）在焊缝中和共析铁素体（PF ）降水沿线的A晶界形成了亲共析铁素体（PF ）网。

上贝氏体（UB ）从A晶界和侧方扩展到一个谷物沉淀。

一个颗粒内部的一些下贝氏体（LB）分布见图。

2A。

顶端焊缝的微观结构与中间焊缝类似，由于冷却速度更快成典型的羽毛状分布见图2B。

3.2熔合区附近的元素分布如上所述，熔合区附近的显微组织影响较大的合金元素的分布。

图3A表明Fe3Al/Q235联合Fe3Al金属边熔合区附近的散射图像。

焊缝区、熔合区和Fe3Al金属基体由于材料不同它们之间具有明显的过渡区。

焊缝区的焊逢纹理细小紧密，其组成结构类似脚趾垂直与Fe3Al 金属熔合区，表明合金元素的熔合区附近的波动和分流。

通过电子探针测量铝，铁，镍，铬的分布，如图3 B所示。

由此可以看出，铝，镍和铬的波动严重，尤其是在融合区。

在Fe3Al 金属基材中铝的含量远高于铁，而铁则是分布在一个相对稳定的条件下。

这表明，铝有较大的扩散系数，并能够在较高温度下扩散。

Fe3Al金属铝原子的损失，促进Fe3Al金属间相形成了有序无序的B2或DO3结构。

Q235钢侧熔合区的散射图像如图4 A 。

由此可以看出，融合区的微观结构和焊缝是类似的，它们之间没有明显的过渡地带。

与Fe3Al金属边融合区的焊缝纹理比较短、小。

图4B表明，融合区的铁含量变化不大，镍、铬浓度下降。

冷却速度快和锰、镍、铬元素的剧烈波动导致合金元素的元素分布不均匀。

锰、镍元素促进了奥氏体的形成，铬促进了铁素体的形成，这是众所周知的。

微观结构的不平衡，对Q235钢侧熔合区附近结构的影响如图所1B示。

为了进一步确定在Q235钢侧熔合区共晶结构，实验中我们用EDS来确定其组成图和结果如表5和表4 。

由此可见，共晶结构主要由铁5.14％，铬 3.55％，铝2.38％，镍87.88％组成。

表3Fe3Al/Q235联合测试中使用的焊接参数焊接方法填充合金焊接参数电流（A）电压（V）速度（厘米分钟， 1 ）速度（厘米分钟1 ）氩气流量（L最小1 ）TIG Cr25–Ni13 90 28–32 4.0–5.2 7表2Q235钢和Cr25 - Ni13合金的成分和力学性能（质量分数，％）抗拉强度/ MP元素 C Si Cr Mn Ni S Mo PQ235 Cr25–Ni130.12–0.20≤0.15≤0.30≤0.90-2.20-2.500.30-0.70,0.5–2.5-12.0-14.0≤0.045% --≤0.75≤0.045-450.6≥550H. Ma et al. /材料化学与物理112 （2008）810-815图1。

熔合区的显微组织：（一）Fe3Al金属侧及（b）Q235的一面。

图2。

焊缝的显微组织3.3在Fe3Al/Q235焊接接头断裂特性剪切强度和断裂形态可以反映焊缝的机械性能。

Fe3Al/Q235联合剪切试验表明，断裂发生在Fe3Al金属热影响区（HAZ），达到533.33 MPa的剪切强度。

Fe3Al金属边的断裂面，主要是穿断裂层的分裂步骤组成。

裂解步骤45 ◦方向的剪切力，发现如图6 A 。

据了解，Fe3Al金属间化合物的主要支路系统[111] {110} 。

因此，可能发生骨折沿[1 1 ] {110}面的方向。

分布图的卵裂steps.Further意见和明显的河流模式。

6 B表示的分裂步骤，包括微步，寻找像鱼鳞。

Fe3Al金属间化合物是已知的脆性和经常穿卵裂破裂模式。

有人指出，焊接热循环没有改变这种材料的断裂模式。

骨折端对Q235表面主要是沿晶断裂模式，见图。

7A。

合金元素的偏析在晶界形成降水，弱的晶界诱发晶故障。

这表明，降水增强劈裂强度，但降低Q235侧骨折表面的晶间强度。

也有一些准解理骨折，在Q235钢侧断口如图。

7B。

3.4焊接区的精细结构为了更好的观察Fe3Al/Q235焊接区的精细结构，分别由TEM和选择区电子衍射分析削减一些薄箔Fe3Al金属侧熔合区、焊缝和热影响区Fe3Al金属。

熔合区的精细结构，获得了使用A= [1 1 1 ]和 B = [ 2 2 1 ]复合反射图8。

图3。

元素Fe3Al金属侧熔合区附近分布：（一）散射图像及（b）元素的分布。

图4。

元素Q235钢侧熔合区附近分布：（一）散射图像及（b）元素的分布。

表4降水Q235方融合区附近的组成元素SPECT 。

类型元素（％）原子（％）ＡＩＥＤ１.７６３.５５ＳｉＥＤ０.１５０.２９ＣｒＥＤ４.８９５.１４ＭｎＥＤ０.７７０.７７ＦｅＥＤ８９.８８８７.８８ＮｉＥＤ２.５６２.３８图5。

EDS分析，鱼骨状的沉淀。

图6。

Fe3Al金属边的断裂模式：（一）穿晶断裂和（b）倍率的分裂步骤。

H. Ma et al./材料化学与物理112 （2008）810-815图7。

Q235的一侧断裂模式：（一）沿晶断裂和（b）准解理断裂图8。

：（一）Fe3Al金属侧熔合区附近及（b）在焊接熔合区和焊缝的精细结构。

E>相内分布位置的密度较高，但较低的阶段容易形成错位。

晶格方向Ë >和阶段（1 １0 ）/ / （1 1 １）。

这表明α>相的形核和长大沿（1 1 １）阶段的习惯平原。

这些阶段分别组成分的晶体结构，无脆性相和微观缺陷，如孔隙和裂缝。

Fe3Al金属侧熔合区的优良性能可以得到保证。

分布在E>阶段一些硬质合金夹层。

精细结构的焊缝所示。

8 B 。

选定区域的衍射轴是Be > = [111] 。

E>铁氧体是在板条或透镜状模式，宽度约0.5米，由母亲相分离。