第十章焊接热影响区的组织和性能
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组组（织织1F1：+0：0P（℃(未～F粗熔固化相、但线细因）不过均热)而
长 新体组特均大 凝组粗织点匀的 固织大：细）的（：的小粗）近过的晶铸似热铁组态于组素织组正织体和织火。和（。组珠部织光分）
特特特点点点部：：：分该组区织很窄发，生组相织变不，均 匀晶，宽宽粒强度度不度约为下均11.降2～匀～，3，4m塑.0m力m性，学m很塑，性差性力，和 是学韧 能裂性性差纹能下。及优降局于。部母脆材断。的发源地。
tH
E
2 (TH
T0 )
线热源（薄板）
(E )2 t H 2c(TH T0 )2
冷却速度：
厚板
C
2
(TC
T0 )2 E
冷却时间：
厚板
t8
5
E
2
1
500
T0
1 800 T0
薄板
C
2 c
(TC T0 )3
(E )2
薄板
(E )2 1
1
t8 5
4 c
500
T0
2
800
T0
2
例：G102（12Gr2MoWVTiB）接头 在800℃加热不 同时间之后， HAZ 碳元素分布状况的面扫描结果。
热应变时效脆化
产在生制应造变过时程效中脆要化对的焊原接因结,构主进要行是一由系于列应冷变、引热起加位工错，增如 殖下，料焊、接剪热切循、环弯时曲，成碳型、、氮气原割子等析。集若到加这工些引位起错的的局周部围应 形变成、所塑谓性C变o形ttr的el部l气位团在，随对后位又错经产历生焊钉接扎热和循阻环塞作作用用（而处使 材于料HA脆Z化内。）便会引起材料脆化，称为热应变时效脆化。
一、研究焊接热循环的意义
焊件上距热源远近不同的位置，所受到热循环的加热 参数不同，从而会发生不同的组织与性能变化。
研究焊接热循环的意义为： ① 找出最佳的焊接热循环； ② 用工艺手段改善焊接热循环； ③ 预测焊接应力分布及改善热影响区组织与性能。
二、焊接热循环的参数及特征
加热速度ωH
最高加热温度Ｔm
3、回火软化区
如母材焊前是调质状态，焊接热影响区的组织分布除存在 完全淬火区和不完全淬火区外，还存在一个回火软化区。 在回火区内组织和性能发生变化的程度决定于焊前调质的 回火温度Ｔt ：热循环温度低于Ｔt 的部位，其组织性能不 发生变化，而高于Ｔt 的部位，将发生软化现象； 若焊前为淬火态，则可获得不同的回火组织。紧靠Ac1的 部位，相当于瞬时高温回火，得到回火索氏体；离焊缝较 远的区域，获得回火马氏体。
一、焊接热影响区的组织分布
熔母相加过紧 不加材又合紧变热靠热完 热的称靠区熔重温区交半全 温着合：结度界：熔过区重 度晶：区化热结：。区区区，(晶正是火区焊区缝：)：与
加加热8热A50温C温℃1度～～度：1A：11C04039℃之0～间1530℃
（组（固1织A、10C液0：3℃至相～1线110之409℃间0℃）
1120
70 160
260
三、焊接冷却过程中的组织转变
焊接条件下的组织 转变不仅与等温转 变不同，也与热处 理条件下的连续冷 却组织转变不同 。
随冷却速度增大， 平衡状态图上各相 变点和温度线均发 生偏移。
共析成分成为一个成分范围
第三节 焊接热影响区的 组织与性能
焊接热影响区的组织分布
焊接热影响区的性能
不易淬火钢焊接热影响区的组织分布
焊接热影响区的组织分布特征
1-熔合区；
不易 2-过热区；
淬火钢 3-相变重结晶区；
4-不完全重结晶区；
5-母材；
易淬 火钢
6-完全淬火区； 7-不完全淬火区； 8-回火软化区
1、 完全淬火区
焊接时处于Ac3以上的区域，与不易淬火钢的过热 区、正火区对应。加热时铁素体、珠光体全部转变 为奥氏体，冷却时很容易得到淬火组织。在紧靠焊 缝相当于低碳钢过热区的部位，得到粗大的马氏体， 而相当于正火区的部位则得到细小的马氏体。当焊 件母材的淬透性不是太高时，还会出现贝氏体、索 氏体等正火组织与马氏体共存的混合组织。
二、 焊接热影响区的性能
焊接热影响区的硬化 焊接热影响区的脆化 焊接热影响区的软化 焊接热影响区的性能控制
1、焊接热影响区的硬化
母材的淬硬倾向（内因）
HAZ的硬度 高低取决于
化学成分 HAZ的冷却速度（外因）
焊接规范
焊接热影响区的最高硬度Hmax：
Hmax（HV10）= 140 + 1089 Pcm- 8.2 t 8 / 5
Pcm
C
Si 30
Mn
Cu 20
Cr
Ni 60
Mo 15
V 10
5B
焊接热影响区 Hmax 与 t8/5 的关系
板厚20mm，成分：C=0.12%，Mn=1.4%，Si=0.48%，Cu=0.15%
2、焊接热影响区的脆化
不同材料的焊接热影响区及热影响区的不同部位都会 发生程度不同的材料脆化。
粗晶脆化
采用低碳微合金化钢：利用微量元素弥散强化、 固溶强化，提高材料的热稳定性（控制析出相的 尺寸及母材晶粒尺寸）。
采用控轧工艺得到细晶粒钢。 近年来在国际上大力发展了冶金精炼技术，使钢 中的杂质含量极低 ( O、N 、H、S、P 等杂质元 素总和小于50PPM ) ，得到高纯净钢，使钢材的 韧性大为提高，也提高了焊接热影响区的韧性。
材料淬硬倾向的评价指标 — 碳当量
钢中含碳量显著影响奥氏体的稳定性，对淬硬倾向影响最大。 含碳量越高，越容易得到马氏体组织，且马氏体的硬度随含 碳量的增高而增大。 合金元素的影响与其所处的形态有关。溶于奥氏体时提高淬 硬性(和淬透性)；而形成不溶碳化物、氮化物时，则可成为 非马氏体相变形核的核心，促进细化晶粒，使淬硬性下降。 碳当量（Carbon Equivalent）是反映钢中化学成分对硬化 程度的影响，它是把钢中合金元素（包括碳）按其对淬硬 （包括冷裂、脆化等）的影响程度折合成碳的相当含量。
焊缝
封头
HAZ
冷明成显形产生热应静变应时变效时脆效化脆的化部 热位成是形HAZ的熔动合应区变和时A效r1以脆下化 （特别是在200～400℃的预应变 ） 的亚临界HAZ（200～600℃）
3、焊接热影响区的软化
经冷作强化的金属 焊接热循 经热处理强化的金属 环作用
再结晶软化 过时效软化
图10-10 调质钢焊接HAZ的硬度分布 —焊前淬火+低温回火；B—焊前淬火+高温回火； C—焊前退火 1—淬火区；2—部分淬火；3—回火区
第二节 焊接热循环条件下的 金属组织转变特点
焊接过程的特殊性 焊接加热过程的组织转变 焊接时冷却过程的组织转变
一、焊接过程的特殊性
五个特点（以低合金钢为例）： 加热温度高 在熔合线附近温度可达l350～l400℃； 加热速度快 加热速度比热处理时快几十倍甚至几百倍； 高温停留时间短 在AC3以上保温的时间很短(一般手工电 弧焊约为4～20s，埋弧焊时30～l00s) ； 在自然条件下连续冷却（个别情况下进行焊后保温缓
晶粒粗大严重影响组 织的脆性，尤其是低 温脆性。一般来讲， 晶粒越粗，则脆性转 变温度越高。
1
f o B(d) 2
晶粒直径d对脆性转变温度VTrs的影响
组织转变脆化
焊接HAZ中由于出现脆硬组织而产生的脆化 称之组织脆化。
对于常用的低碳低合金高强钢，焊接HAZ的组织 脆化主要是M-A组元、上贝氏体、粗大的魏氏组 织等所造成。但对含碳量较高的钢（一般Ｃ≥0.2 ％），则组织脆化主要是高碳马氏体。
冷）；
有热应力作用状态下进行的组织转变。
二、焊接加热过程的组织转变
焊接过程的快速加热，将使各种金属的相变温度比 起等温转变时大有提高。
45钢
40Cr
ωH ： 1—1400℃/s；2—270℃/s； 3—35℃/s； 4—7.5℃/s)
ωH ：1—1600℃/s；2—300℃/s； 4—42℃/s； 5—7.2℃/s
析出脆化
析由出于脆焊化接的过机程理的目快前速认加为热是与由冷于却析，出其物热出影现响以区后组， 织处于非平衡态。在时效或回火过程中，其过饱 阻碍了位错运动，使塑性变形难以进行。若析出物 和固溶体中将析出碳化物、氮化物、金属间化合 以弥物散及的其细它颗亚粒稳分定布的于中晶间内相或等晶，界使，材将料有的利强于度改、善硬 韧性度。和但脆以性块提状高或，沿这晶种界现以象薄称膜为状析分出布脆的化析。出物会 造成材料脆化。
图10-11 LD2铝合金HAZ的软化现象 (HR为表面洛氏硬度) (自动TIG焊)
4、焊接热影响区的性能控制
控制焊接工艺过程 改善母材的焊接性能
针对不同母材焊接热影响区的性能变化分 析，合理制定焊接工艺，包括：
选择焊接线能量 预热与缓冷
控制焊接 热循环
控制HAZ 组织
焊后热处理（正火、调质、去应力退火）
45钢
AC1
730 770 775 790
840
45
60
110
AC3
770 820 835 860
950
65
90
180
40Cr
AC1
740 735 750 770
840
15
35
105
AC3
780 775 800 850
940
25
75
165
23Mn
AC1ຫໍສະໝຸດ Baidu
735 750 770 785
830
35
50
95
AC3
830 810 850 890
940
40
80
130
30CrMnS AC1
740 740 775 825
920
35
85
180
i
AC3
820 790 835 890
980
45 100
190
18Cr2W AC1
710 800 860 930
1000
60 130
200
V
AC3
810 860 930 1020
熔焊时在高温热源作用下，靠近焊缝两侧 一定范围内发生组织和性能变化的区域称 为“焊接热影响区” 。
图10-1 焊接接头示意图 1-焊缝；2-熔合区；3-热影响区；4-母材
第一节 焊接热循环 第二节 焊接热循环下的金属组织转变特点 第三节 焊接热影响区的组织与性能
第一节 焊接热循环
一、研究焊接热循环的意义 二、焊接热循环的参数及特征 三、焊接热循环参数的计算
图10-4 焊接快速加热对Ac1、Ac3和晶粒长大的影响（CCT图） d—晶粒的平均直径；A—奥氏体；P—珠光体；F—铁素体；K—碳化物
表10-1 加热速度对相变点Ac1和Ac3及其温差的影响
平衡状态 钢 种 相变点
加热速度ωH/（℃·S-1）
AC1与AC3的温差/℃
/℃ 6~8 40~50 250~300 1400~1700 40~50 250~300 1400~1700
组织转变脆化
析出脆化
热应变时效脆化
氢脆以及石墨脆化
粗晶脆化
在热循环的作用下，熔合线附近和过热区将发生
晶粒粗化。粗化程度受钢种的化学成分、组织状
态、加热温度和时间的影响。如：钢中含有碳、 氮化物形成元素，就会阻碍晶界迁移，防止晶粒 长大。例如18CrWV钢，晶粒显著长大温度可达 1140℃之高，而不含碳化物元素的23Mn和45号钢， 超过1000℃晶粒就显著长大。
国际焊接学会推荐的CE(IIW)，用于中等强度的非调质
低合金钢（b＝400～700MPa）：
CE( IIW )
C
Mn 6
Cu Ni 15
Cr
Mo 5
V
20世纪60年代以后，发展了低碳微量多合金元素的低 合金高强钢。日本的伊藤等人采用Ｙ形坡口对接裂纹
试验对200多个低合金钢进行研究，建立了Pcm公式：
M - A 组元
M-A组元是焊接高强钢时在一定冷却速度下形成的。它不仅 出现在热影响区，也出现在焊缝中。 粗大的奥氏体冷却过程中先形成铁素体，而使残余奥氏体的 碳浓度增高，随后这种高碳奥氏体可转变为高碳马氏体与残 余奥氏体的混合物，即M-A组元。 M-A组元分布在粗大铁素体基底上的组织称为粒状贝氏体。 M-A组元只在生成上贝氏体的冷却条件下才能观察到，冷速 太快和太慢都不能产生M-A组元。 焊缝和HAZ有M-A组元存在时，会降低接头韧性。
2、 不完全淬火区
母材被加热到Ac1～Ac3温度之间的热影响区， 相当于不易淬火钢的不完全重结晶区。在快速加热 条件下，铁素体很少溶入奥氏体，而珠光体、贝氏 体、索氏体等转变为奥氏体。在随后快冷时，奥氏 体转变为马氏体，原铁素体保持不变，并有不同程 度的长大，最后形成马氏体加铁素体的混合组织。 如含碳量和合金元素含量不高或冷却速度较小时， 奥氏体也可能转变成索氏体或珠光体。
晶粒 大小
相变温度以上 的停留时间tH
冷却速度Ωc (或冷却时间t8 / 5)
相变 组织
三、焊接热循环参数的计算
峰值温度Ｔm的计算
相变温度以上的停留时间tH 的计算 冷却速度ωC和冷却时间的计算
点热源（厚板） 线热源（薄板）
Tm
T0
0.234 E
cR 2
0.242 E Tm T0 cy
点热源（厚板）
长 新体组特均大 凝组粗织点匀的 固织大：细）的（：的小粗）近过的晶铸似热铁组态于组素织组正织体和织火。和（。组珠部织光分）
特特特点点点部：：：分该组区织很窄发，生组相织变不，均 匀晶，宽宽粒强度度不度约为下均11.降2～匀～，3，4m塑.0m力m性，学m很塑，性差性力，和 是学韧 能裂性性差纹能下。及优降局于。部母脆材断。的发源地。
tH
E
2 (TH
T0 )
线热源（薄板）
(E )2 t H 2c(TH T0 )2
冷却速度：
厚板
C
2
(TC
T0 )2 E
冷却时间：
厚板
t8
5
E
2
1
500
T0
1 800 T0
薄板
C
2 c
(TC T0 )3
(E )2
薄板
(E )2 1
1
t8 5
4 c
500
T0
2
800
T0
2
例：G102（12Gr2MoWVTiB）接头 在800℃加热不 同时间之后， HAZ 碳元素分布状况的面扫描结果。
热应变时效脆化
产在生制应造变过时程效中脆要化对的焊原接因结,构主进要行是一由系于列应冷变、引热起加位工错，增如 殖下，料焊、接剪热切循、环弯时曲，成碳型、、氮气原割子等析。集若到加这工些引位起错的的局周部围应 形变成、所塑谓性C变o形ttr的el部l气位团在，随对后位又错经产历生焊钉接扎热和循阻环塞作作用用（而处使 材于料HA脆Z化内。）便会引起材料脆化，称为热应变时效脆化。
一、研究焊接热循环的意义
焊件上距热源远近不同的位置，所受到热循环的加热 参数不同，从而会发生不同的组织与性能变化。
研究焊接热循环的意义为： ① 找出最佳的焊接热循环； ② 用工艺手段改善焊接热循环； ③ 预测焊接应力分布及改善热影响区组织与性能。
二、焊接热循环的参数及特征
加热速度ωH
最高加热温度Ｔm
3、回火软化区
如母材焊前是调质状态，焊接热影响区的组织分布除存在 完全淬火区和不完全淬火区外，还存在一个回火软化区。 在回火区内组织和性能发生变化的程度决定于焊前调质的 回火温度Ｔt ：热循环温度低于Ｔt 的部位，其组织性能不 发生变化，而高于Ｔt 的部位，将发生软化现象； 若焊前为淬火态，则可获得不同的回火组织。紧靠Ac1的 部位，相当于瞬时高温回火，得到回火索氏体；离焊缝较 远的区域，获得回火马氏体。
一、焊接热影响区的组织分布
熔母相加过紧 不加材又合紧变热靠热完 热的称靠区熔重温区交半全 温着合：结度界：熔过区重 度晶：区化热结：。区区区，(晶正是火区焊区缝：)：与
加加热8热A50温C温℃1度～～度：1A：11C04039℃之0～间1530℃
（组（固1织A、10C液0：3℃至相～1线110之409℃间0℃）
1120
70 160
260
三、焊接冷却过程中的组织转变
焊接条件下的组织 转变不仅与等温转 变不同，也与热处 理条件下的连续冷 却组织转变不同 。
随冷却速度增大， 平衡状态图上各相 变点和温度线均发 生偏移。
共析成分成为一个成分范围
第三节 焊接热影响区的 组织与性能
焊接热影响区的组织分布
焊接热影响区的性能
不易淬火钢焊接热影响区的组织分布
焊接热影响区的组织分布特征
1-熔合区；
不易 2-过热区；
淬火钢 3-相变重结晶区；
4-不完全重结晶区；
5-母材；
易淬 火钢
6-完全淬火区； 7-不完全淬火区； 8-回火软化区
1、 完全淬火区
焊接时处于Ac3以上的区域，与不易淬火钢的过热 区、正火区对应。加热时铁素体、珠光体全部转变 为奥氏体，冷却时很容易得到淬火组织。在紧靠焊 缝相当于低碳钢过热区的部位，得到粗大的马氏体， 而相当于正火区的部位则得到细小的马氏体。当焊 件母材的淬透性不是太高时，还会出现贝氏体、索 氏体等正火组织与马氏体共存的混合组织。
二、 焊接热影响区的性能
焊接热影响区的硬化 焊接热影响区的脆化 焊接热影响区的软化 焊接热影响区的性能控制
1、焊接热影响区的硬化
母材的淬硬倾向（内因）
HAZ的硬度 高低取决于
化学成分 HAZ的冷却速度（外因）
焊接规范
焊接热影响区的最高硬度Hmax：
Hmax（HV10）= 140 + 1089 Pcm- 8.2 t 8 / 5
Pcm
C
Si 30
Mn
Cu 20
Cr
Ni 60
Mo 15
V 10
5B
焊接热影响区 Hmax 与 t8/5 的关系
板厚20mm，成分：C=0.12%，Mn=1.4%，Si=0.48%，Cu=0.15%
2、焊接热影响区的脆化
不同材料的焊接热影响区及热影响区的不同部位都会 发生程度不同的材料脆化。
粗晶脆化
采用低碳微合金化钢：利用微量元素弥散强化、 固溶强化，提高材料的热稳定性（控制析出相的 尺寸及母材晶粒尺寸）。
采用控轧工艺得到细晶粒钢。 近年来在国际上大力发展了冶金精炼技术，使钢 中的杂质含量极低 ( O、N 、H、S、P 等杂质元 素总和小于50PPM ) ，得到高纯净钢，使钢材的 韧性大为提高，也提高了焊接热影响区的韧性。
材料淬硬倾向的评价指标 — 碳当量
钢中含碳量显著影响奥氏体的稳定性，对淬硬倾向影响最大。 含碳量越高，越容易得到马氏体组织，且马氏体的硬度随含 碳量的增高而增大。 合金元素的影响与其所处的形态有关。溶于奥氏体时提高淬 硬性(和淬透性)；而形成不溶碳化物、氮化物时，则可成为 非马氏体相变形核的核心，促进细化晶粒，使淬硬性下降。 碳当量（Carbon Equivalent）是反映钢中化学成分对硬化 程度的影响，它是把钢中合金元素（包括碳）按其对淬硬 （包括冷裂、脆化等）的影响程度折合成碳的相当含量。
焊缝
封头
HAZ
冷明成显形产生热应静变应时变效时脆效化脆的化部 热位成是形HAZ的熔动合应区变和时A效r1以脆下化 （特别是在200～400℃的预应变 ） 的亚临界HAZ（200～600℃）
3、焊接热影响区的软化
经冷作强化的金属 焊接热循 经热处理强化的金属 环作用
再结晶软化 过时效软化
图10-10 调质钢焊接HAZ的硬度分布 —焊前淬火+低温回火；B—焊前淬火+高温回火； C—焊前退火 1—淬火区；2—部分淬火；3—回火区
第二节 焊接热循环条件下的 金属组织转变特点
焊接过程的特殊性 焊接加热过程的组织转变 焊接时冷却过程的组织转变
一、焊接过程的特殊性
五个特点（以低合金钢为例）： 加热温度高 在熔合线附近温度可达l350～l400℃； 加热速度快 加热速度比热处理时快几十倍甚至几百倍； 高温停留时间短 在AC3以上保温的时间很短(一般手工电 弧焊约为4～20s，埋弧焊时30～l00s) ； 在自然条件下连续冷却（个别情况下进行焊后保温缓
晶粒粗大严重影响组 织的脆性，尤其是低 温脆性。一般来讲， 晶粒越粗，则脆性转 变温度越高。
1
f o B(d) 2
晶粒直径d对脆性转变温度VTrs的影响
组织转变脆化
焊接HAZ中由于出现脆硬组织而产生的脆化 称之组织脆化。
对于常用的低碳低合金高强钢，焊接HAZ的组织 脆化主要是M-A组元、上贝氏体、粗大的魏氏组 织等所造成。但对含碳量较高的钢（一般Ｃ≥0.2 ％），则组织脆化主要是高碳马氏体。
冷）；
有热应力作用状态下进行的组织转变。
二、焊接加热过程的组织转变
焊接过程的快速加热，将使各种金属的相变温度比 起等温转变时大有提高。
45钢
40Cr
ωH ： 1—1400℃/s；2—270℃/s； 3—35℃/s； 4—7.5℃/s)
ωH ：1—1600℃/s；2—300℃/s； 4—42℃/s； 5—7.2℃/s
析出脆化
析由出于脆焊化接的过机程理的目快前速认加为热是与由冷于却析，出其物热出影现响以区后组， 织处于非平衡态。在时效或回火过程中，其过饱 阻碍了位错运动，使塑性变形难以进行。若析出物 和固溶体中将析出碳化物、氮化物、金属间化合 以弥物散及的其细它颗亚粒稳分定布的于中晶间内相或等晶，界使，材将料有的利强于度改、善硬 韧性度。和但脆以性块提状高或，沿这晶种界现以象薄称膜为状析分出布脆的化析。出物会 造成材料脆化。
图10-11 LD2铝合金HAZ的软化现象 (HR为表面洛氏硬度) (自动TIG焊)
4、焊接热影响区的性能控制
控制焊接工艺过程 改善母材的焊接性能
针对不同母材焊接热影响区的性能变化分 析，合理制定焊接工艺，包括：
选择焊接线能量 预热与缓冷
控制焊接 热循环
控制HAZ 组织
焊后热处理（正火、调质、去应力退火）
45钢
AC1
730 770 775 790
840
45
60
110
AC3
770 820 835 860
950
65
90
180
40Cr
AC1
740 735 750 770
840
15
35
105
AC3
780 775 800 850
940
25
75
165
23Mn
AC1ຫໍສະໝຸດ Baidu
735 750 770 785
830
35
50
95
AC3
830 810 850 890
940
40
80
130
30CrMnS AC1
740 740 775 825
920
35
85
180
i
AC3
820 790 835 890
980
45 100
190
18Cr2W AC1
710 800 860 930
1000
60 130
200
V
AC3
810 860 930 1020
熔焊时在高温热源作用下，靠近焊缝两侧 一定范围内发生组织和性能变化的区域称 为“焊接热影响区” 。
图10-1 焊接接头示意图 1-焊缝；2-熔合区；3-热影响区；4-母材
第一节 焊接热循环 第二节 焊接热循环下的金属组织转变特点 第三节 焊接热影响区的组织与性能
第一节 焊接热循环
一、研究焊接热循环的意义 二、焊接热循环的参数及特征 三、焊接热循环参数的计算
图10-4 焊接快速加热对Ac1、Ac3和晶粒长大的影响（CCT图） d—晶粒的平均直径；A—奥氏体；P—珠光体；F—铁素体；K—碳化物
表10-1 加热速度对相变点Ac1和Ac3及其温差的影响
平衡状态 钢 种 相变点
加热速度ωH/（℃·S-1）
AC1与AC3的温差/℃
/℃ 6~8 40~50 250~300 1400~1700 40~50 250~300 1400~1700
组织转变脆化
析出脆化
热应变时效脆化
氢脆以及石墨脆化
粗晶脆化
在热循环的作用下，熔合线附近和过热区将发生
晶粒粗化。粗化程度受钢种的化学成分、组织状
态、加热温度和时间的影响。如：钢中含有碳、 氮化物形成元素，就会阻碍晶界迁移，防止晶粒 长大。例如18CrWV钢，晶粒显著长大温度可达 1140℃之高，而不含碳化物元素的23Mn和45号钢， 超过1000℃晶粒就显著长大。
国际焊接学会推荐的CE(IIW)，用于中等强度的非调质
低合金钢（b＝400～700MPa）：
CE( IIW )
C
Mn 6
Cu Ni 15
Cr
Mo 5
V
20世纪60年代以后，发展了低碳微量多合金元素的低 合金高强钢。日本的伊藤等人采用Ｙ形坡口对接裂纹
试验对200多个低合金钢进行研究，建立了Pcm公式：
M - A 组元
M-A组元是焊接高强钢时在一定冷却速度下形成的。它不仅 出现在热影响区，也出现在焊缝中。 粗大的奥氏体冷却过程中先形成铁素体，而使残余奥氏体的 碳浓度增高，随后这种高碳奥氏体可转变为高碳马氏体与残 余奥氏体的混合物，即M-A组元。 M-A组元分布在粗大铁素体基底上的组织称为粒状贝氏体。 M-A组元只在生成上贝氏体的冷却条件下才能观察到，冷速 太快和太慢都不能产生M-A组元。 焊缝和HAZ有M-A组元存在时，会降低接头韧性。
2、 不完全淬火区
母材被加热到Ac1～Ac3温度之间的热影响区， 相当于不易淬火钢的不完全重结晶区。在快速加热 条件下，铁素体很少溶入奥氏体，而珠光体、贝氏 体、索氏体等转变为奥氏体。在随后快冷时，奥氏 体转变为马氏体，原铁素体保持不变，并有不同程 度的长大，最后形成马氏体加铁素体的混合组织。 如含碳量和合金元素含量不高或冷却速度较小时， 奥氏体也可能转变成索氏体或珠光体。
晶粒 大小
相变温度以上 的停留时间tH
冷却速度Ωc (或冷却时间t8 / 5)
相变 组织
三、焊接热循环参数的计算
峰值温度Ｔm的计算
相变温度以上的停留时间tH 的计算 冷却速度ωC和冷却时间的计算
点热源（厚板） 线热源（薄板）
Tm
T0
0.234 E
cR 2
0.242 E Tm T0 cy
点热源（厚板）