焊接冶金实验报告45#钢与Q235焊接焊接接头组织性能分析金相硬1度

45#钢与Q235焊接焊接接头组织性能分析

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（swjtu材料学院成型一班）

摘要：焊缝组织性能和母材有所区别，选择45#钢与Q235焊接接头作为研究对象，进行手工焊后取样，通过研究硬度分布情况和焊缝、热影响区以及母材的金相组织的变化，分析所需要的结果。

关键词：硬度分布45#钢与Q235接头组织性能

焊缝及热影响区的显微组织是评价焊接接头质量的重要指标之一。焊接金相检验的目的，一方面是为了检验焊接接头的质量是否符合有关标准的规定；另一方面是通过对一些焊接接头的进行分析鉴别金相组织各区域的缺陷的分布、性质，从而判定缺陷产生的原因，45#钢与Q235焊接在定位构件等制造中有重要的应用。

一、实验材料和方法：

1.1实验材料：

焊接使用的材料为45#钢与Q235钢焊接接头试样

1.2.1金相组织观察

取焊接接头试样经240#、600#、800#、1000#、1200#、1500#水磨砂纸打磨后抛光，抛光至无划痕，用4%硝酸酒精试剂腐蚀，用光学显微镜对制备好金相试样进行组织观察与分析。

1.2.2显微硬度测试

试样截取方位，数量及方法按《GB/T2649—81焊接接头机械性能试验取样方法》规定。截取的样坯应包括焊接接头的所有区域。试样表面必须与支撑面相互平行，表面粗糙度应符合相应硬度测试法《GB/T4340.1—2009金属材料维氏硬度试验》的规定。本次试验采用的是HVA-10A型小负荷维氏硬度计和HVS-30型数显维氏硬度计。

本实验中硬度试样为45#钢与Q235焊接焊接接头，硬度点沿垂直于焊缝方向分布，硬度取样点可垂直于焊缝，每个0.5mm测1点，离焊缝较远后可距离大些（母材），2mm 测1点。

2试验结果

2.1 金相试验结果

45#与Q235焊接接头的金相组织见图1所示。

(a) (b) (c)

(a)45#母材组织（b）45#热影响区组织（c）焊缝组织

(d)Q235母材组织

图1（a）中为为45#母材的金相组织，为大块区珠光体与块状多面体晶粒铁素体混合分布。图1(b) 是焊缝与基体之间的过渡区，铁素体和珠光体呈带状组织分布。焊缝组织如图1(c)所示，白色先共析铁素体沿柱状晶分布无碳贝氏体沿晶界向内平行生长，晶内有针状铁素体，粒状贝氏体与珠光体。(d)图组织为疏松的珠光体和粗大的块状铁素体组织。

2.2 硬度测试

45#与Q235焊接试样各测试点维氏硬度值见表3。将测得的焊缝各点硬度值绘出45#与Q235焊接接头硬度分布曲线，如图2所示。

表1 45#钢与Q235焊接焊接接头试样各测试点维氏硬度值

图2 45#与Q235焊接接头硬度分布曲线

3试验结果分析

由硬度曲线可以知道，开始几个测试点位于45#钢母材区，硬度基本保持不变，热影响区宽度约为4mm-6mm,硬度值大，可能原因是碳含量比较大，同时该区域形成了带状组织。另外，可以看到，该区域的珠光体的含量较母材来说有所增加。焊缝组织的硬度高于母材的硬度。一方面，高碳含量是一个原因，另一方面观察焊缝金相组织可以知道，里面有粗大的柱状晶和针状铁素体，这是致使其硬度大的主要原因。同时，高硬度会带来韧性不好，脆性大等问题，螺杆就从根部发生断裂。同时，焊接方法采用的是单层焊，可能造成两种材料的连接强度不够，发生断裂。

4、结论

通过对45#与Q235钢焊接接头试样进行试验，可以得到：

1）焊接接头的组织与其性能关系密切。组织决定其性能的好坏；

2）两种不同的钢种焊接时，它们各自的热影响区的组织性能也变化也不尽相同；3）接头处无明显的软化问题。

参考文献

[1]周振丰.<<焊接冶金与金属焊接性>>.北京：机械工业出版社，1992.

[2]焊接金相图谱.机械工业出版社.

[3]车小莉.材料综合实验指导书.工程科学研究院焊接实验室,2006.01.