钢种HT50～HT100 板厚25～50mm， E＝17KJ/cm，t8/5＝6.5s
图4-37 Hmax与CE的关系
钢种HT50～HT100 板厚25～50mm， E＝17KJ/cm，t8/5＝6.5s
图4-38 Hmax与t8/5及Pcm的关系 钢材：18MnMoNb 板厚16～36mm
t8/5（s)
(2) 析出脆化
图4-47 析出物的间距λ与位错运动及脆性的关系
（三）调质钢HAZ软化
1.调质钢HAZ软化
图4-48 调质钢HAZ的硬度分布 A－焊前淬火＋低温回火 B－焊前淬火＋高温回火 C－焊前退火
图4-49
图4-50
2.热处理强化合金焊接HAZ软化
Thanks
国产低合金钢公式
（二）焊接热影响区脆化
1. 粗晶脆化
晶粒长大影响因素：
化学成分、组织状态、加热温度、时间
碳化物形成元素：Ti、Nb、Mo、V、W
lg( D 4
D04 )
2 lg E
l
0.129
/E 1.587
10 3
92.64
焊接HAZ晶粒尺寸与焊接线能量的关系
图4-41 碳锰钢HAZ的脆化分布
24 16 15 20
5
A(C) 0.75 0.25tgh[20(C 0.12)]
（4-24)
适用于 C含量0.034～0.254％范围内的钢 A（C)－碳的适应系数
2. 碳当量及冷却时间t8/5与HAZ最高硬度Hmax的关系
Hmax＝1274Pcm＋45
Hmax＝559CE＋100
图4-36 Hmax与Pcm的关系
埋弧自动焊 电渣焊
氧乙炔气焊 真空电子束焊
各区的平均尺寸（mm）
过
热
相变重结晶区
总 不完全重结晶区
宽 （mm）
2.2～3.0 0.8～1.2 18～20
21 －
1.5～2.5 0.8～1.7 5.0～7.0
4.0 －
2.2～3.0 0.7～1.0 2.0～3.0
2.0 －
6.0～8.5 2.3～4.0 25～30
Ceq C Mn Si Ni Cr Mo V 6 24 40 5 4 14
（4-21)
适用于C－Mn钢的碳当量公式( C>0.18%)
Pcm
C
Si 30
Mn Cu 20
Cr
Ni 60
Mo 15
V 10
5B
（4-23)
适用于低合金高强钢( C<0.17%)
CEN C A(C)( Si Mn Cu Ni Cr Mo V Nb 5B
（一）焊接热影响区的硬化
表4-13 不同混合组织及金相组织的硬度
金相组织百分比
FP BM
F
显微硬度 HV
P
B
10 7 83 0
240~285
1
0
70
29
202~246 232~249
273~336
0 0 19 81 216~258
293~323
0 0 0 100
M
245~383 446~470 454~508
宏观维氏硬度 HV 212 298 384 393
1. 碳当量
碳当量，简称Ceq或CE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。
Mn Cu Ni Cr Mo V
CE(IIW) C 6 15
5
（4-20)
图4-39 Hmax与t8/5的关系 板厚16～36mm C＝0.12%，Mn=1.4% Si=0.48％，Cu=0.15％
3. 焊接HAZ的Hmax计算
H max
884C
K
1
K
exp (lg
t8 / 5
y
2Байду номын сангаас7
K 237 1533C 1157Pcm
日本铃木公式
H max 140 1089 Pcm 8.2t8 / 5
一、焊接热影响区的组织分布
图4-29 焊接热影响区的分布特征
1-熔合区 2-过热区 3-相变重结晶区 4-部分重结晶区 5-母材 6- 淬火区 7-部分淬火区 8-回火区
焊缝金属
过热区
相变重结晶区
熔合区 不完全重结晶区
母材 16Mn钢焊接热影响区
表4-10 不同焊接方法热影响区的尺寸
焊接方法焊接 手弧焊
27.0 0.05～0.75
表4-11 低碳钢热影响区的组织分布特征及性能
部位 焊缝 熔合区及过热区
相变重结晶 不完全重结晶 时效脆化区
母材
加热温度范围 >1500
1400~1250 1250~1100 1100~900 900~730
730~300
300~室温
组织特征及性能 铸造组织柱状树枝晶 晶粒粗大，可能出现魏氏组织，塑性不好 粗晶与不均匀晶粒合并，塑性差 晶粒细化，力学性能良好 粗大铁素体和细小的珠光体，铁素体力学性能不均匀 由于热应力及脆化物析出，经时效而产生脆化现象， 在显微镜下观察不到组织上的变化 没有受到热影响的母材部分
图4-42 含Nb钢HAZ晶粒尺寸与 Tm、E与t8/5的关系
图4-43 晶粒直径d对VTrs的影响
2. 组织脆化
(1) M-A组元脆化
图4-44 15MnVN钢HAZ的粒状 贝氏体 1000×
图4-45 粒状贝氏体中M－A组 元 4800×
图4-46 HT80钢粗晶区M－A组元数量与t8/5的关系和t8/5与脆性转变温度VTrs的关系