由“魏氏组织”说开去

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由“魏氏组织”说开去

在亚共析钢或过共析钢中，由高温以较快的速度冷却时，先共析的铁素体或渗碳体从奥氏体晶界上沿着奥氏体的一定晶面向晶内生长，呈针状析出。在光学显微镜下可以观察到从奥氏体晶界上生长出来的铁素体或渗碳体近似平行，呈羽毛状或三角形，其间存在着珠光体的组织。这种组织称为魏氏组织。实际生产中遇到的魏氏组织大多是铁素体魏氏组织.魏氏组织常伴随着奥氏体晶粒粗大而出现，因此，使钢的力学性能尤其是塑性和冲击韧性显著降低，同时使脆性转折温度升高。魏氏组织容易出现在过热钢中，因此，奥氏体晶粒越粗大，越容易出现魏氏组织。钢由高温较快地冷却下来往往容易出现魏氏组织，慢冷则不易出现。钢中的魏氏组织一般可通过细化晶粒的正火、退火以及锻造等方法加以消除，程度严重的可采用二次正火方法加以消除。



什么是魏氏组织？它对焊接接头的性能有何影响？
不易淬火钢焊接热影响区中的过热区，由于奥氏体晶粒长得非常粗大，这种粗大的奥氏体在较快的冷却速度下会形成一种特殊的过热组织，其组织特征为在一个粗大的奥氏体晶粒内会形成许多平行的铁素体针片，在铁素体针片之间的剩余奥氏体最后转变为珠光体，这种过热组织称为魏氏组织。魏氏组织不仅晶粒粗大，而且由于大量铁素体针片形成的脆弱面，使金属的韧性急剧下降，这是不易淬火钢焊接接头变脆的一个主要原因。
魏氏组织的形成决定于过热区的过热程度，即金属在高温下停留的时间。手弧焊时，热影响区在高温下停留的时间较短，晶粒长大并不严重；而电渣焊时，热影响区在高温下停留的时间很长，晶粒严重长大。因此，电渣焊就比手弧焊容易出现粗大的魏氏组织。对于同一种焊接方法，施焊时采用的线能量越大，高温下停留的时间越长，过热越严重，奥氏体晶粒长得越粗大，越容易得到魏氏组织，焊接接头的性能就越差，这是低碳钢焊接时引起热影响区性能变坏的一个主要问题。


魏氏组织：如果奥氏体晶粒比较粗大，冷却速度又比较适宜，先共析相有可能是针状（片状）形态与片状珠光体混合存在，称为魏氏组织。

1.亚共析钢魏氏组织的铁素体的形态有片状、羽毛状或三角状，粗大的铁素体呈平行或三角分布。它出现在奥氏体晶界，同时向晶内生长。

2.过共析钢中魏氏组织渗碳体的形态有针状或杆状，它出现在奥氏体晶粒的内部。
魏氏组织的形成

在亚共析钢或过共析钢中，由高温以较快的速度冷却时，先共析的铁素体或渗碳体从奥氏体晶界上沿着奥氏体的一定晶面向晶内生长，呈针状析出。在光学显微镜下可以观察到从奥氏体晶界上生长出来的铁素体或渗碳体近似平行，呈羽毛状或三角形，其间存在着珠光体的组织。这种组织称为魏氏组织。实际生产中遇到的魏氏组织大多是铁素体魏氏组织.魏氏组织常伴随着奥氏体晶粒粗大而出现，因此，使钢的力学性能尤其是塑性和冲击韧性显著降低，同时使脆性转折温度升高。魏氏组织容易出现在过热钢中，因此，奥氏体晶粒越粗大，越容易出现魏氏组织。钢由高温较快地冷却下来往往容易出现魏氏组织，慢冷则不易出现。钢中的魏氏组织一般可通过细化晶粒的正火、退火以及锻造等方法加以消除，程度严重的可采用二次正火方法加以消除。

在实际生产中，含碳量小于0.6%或者大于1.2%的钢在铸造、热轧、锻造后空冷，焊缝或热影响区空冷，或者当加热温度过高，并以较快的速度冷却时，先共析铁素体或先共析渗碳体从奥氏体晶界生长出来的近于平行的或者其他规则排列的针状铁素体或渗碳体加珠光体组织。他们被称为魏氏组织。分别称为铁素体魏氏组织和渗碳体魏氏组织。
魏氏组织中铁素体是按切变机构形成的，与贝氏体中铁素体形成机理相似，在试样表面上也会出现浮凸现象。由于铁素体是在较快的冷却速度下形成的，因此铁素体只能沿奥氏体某一特定晶面（惯习面{111}A），并以一定的晶体学位向关系（K-S关系：（111）//（110）、[110]//[111]）切变共格长大，形成针状铁素体。这种针状铁素体可以从奥氏体中直接析出，也可以沿奥氏体晶界首先析出网状铁素体，然后再从网状铁素体平行的向晶内长大。当魏氏组织中的铁素体形成时，铁素体中的碳扩散到两侧的母相奥氏体中，从而使铁素体针之间的奥氏体浓度不断增加，最终转变为珠光体。按贝氏体转变机构形成的魏氏组织，其铁素体实际上就是无碳贝氏体。