1、目 錄 摘 要IAbstractII第1章 緒論11.1 引言11.2 研究背景2第2章 實驗72.1實驗設備介紹72.2焊接實驗92.2.1 焊接試驗方案92.2.2 低碳鋼的焊接性92.2.3 手工電弧堆焊102.2.4 實驗步驟132.3 熱處理實驗132.3.1熱處理方案132.3.2常規(guī)的熱處理簡介142.3.3試樣的制備過程17第3章 實驗結(jié)果分析193.1第一組實驗記錄及分析193.2 第二組實驗記錄及分析203.3 第三組實驗記錄及分析22結(jié)論26參考文獻27致謝2829低碳鋼表面超硬耐磨堆焊層硬度與焊接工藝關系 摘要：通過在低碳鋼表面堆焊超硬耐磨焊條D707，分析焊接工藝參數(shù)

2、及焊后熱處理工藝對低碳鋼表面堆焊層硬度的影響。實驗結(jié)果表明：經(jīng)過淬火后堆焊層硬度值無明顯變化；而退火后硬度值有所下降，退火后堆焊層組織細小均勻；在焊縫截面上進行顯微硬度測試，從母材到堆焊層表面硬度值越來越高，而壓痕越來越小。由于硬度是材料耐磨性能衡量指標之一，從而間接說明當在低碳鋼表面堆焊超硬耐磨焊層時，可以提高低碳鋼表面的硬度，改善低碳鋼表面的耐磨性能。關鍵詞：低碳鋼；焊接工藝；熱處理工藝；組織；硬度Relations of low-carbon steel surface layerhardness of hardfacing and welding technics Abstract:

3、through super-hard wear-resistant surface electrode surfacing D707 in Low-carbon steel. We have analysis the effect of welding process parameters and post-weld heat treatment process on low carbon steel surface hardness of cladding layer. The experimental results show that: after quenching hardness

4、value no significant change; But after annealing the hardness value decreased and after annealing the crystal grain of the underlying tissues uniformization become tiny. micro-hardness testing is carried out in the weld cross-section, we have find out that from the base metal to the cladding layer t

5、he surface hardness values is getting higher and higher, while the indentation is getting smaller and smaller. Because hardness is a measure of wear resistance materials, thus it can indirectly show that when low-carbon steel surface electrode in the super-hard wear-resistant surfacing welding layer

6、, it can improve the surface hardness of low carbon steel and improve wear resistance of low carbon steel surface.Key words: low carbon steel; welding technology; heat treatment process; organizations; hardness第1章 緒 論1.1 引言焊接是通過適當?shù)奈锢砘瘜W方法，使兩個分離的固體產(chǎn)生原子間的結(jié)合力，從而實現(xiàn)連接的一種方法。這種方法可用來連接金屬與金屬、非金屬與非金屬以及金屬與非金屬，但

7、主要用來連接金屬與金屬。作為一種金屬連接工藝，焊接已基本上取代了原來所用的鉚接工藝，許多傳統(tǒng)的鑄件、鍛件也已被焊件或鑄焊、鍛焊制品所代替。在大多數(shù)發(fā)達國家，利用焊接加工的鋼材量已超過鋼材產(chǎn)量的一半。焊接已廣泛用于鍋爐與壓力容器制造、船舶制造、起重與運輸設備制造、航空與航天工業(yè)、能源工業(yè)、石油化工工業(yè)、建筑工業(yè)、電子技術(shù)、海洋開發(fā)等工業(yè)部門中。如果沒有焊接，許多工業(yè)產(chǎn)品是無法生產(chǎn)的。與其他類似的材料加工工藝，如鑄造、鍛壓、鉚接相比，焊接具有如下特點：（1）焊接可以將不同類型、不同形狀的金屬連接起來。因此，通過焊接可使金屬結(jié)構(gòu)中材料的分布更合理。此外，焊接可直接將各個零部件連接起來，無需其他附加件

8、，接頭的強度一般也能達到與母材相同，因此，焊接產(chǎn)品的重量輕、成本低。（2）焊接接頭是通過原子間結(jié)合力實現(xiàn)的連接，整體性好、剛度大，在外力作用下不像機械連接（如鉚接、銷子連接等）那樣產(chǎn)生較大的變形。而且，焊接結(jié)構(gòu)具有良好的氣密性、水密性，這是其他連接方法無法比擬的。（3）焊接加工一般不需要大型、貴重設備，因此，是一種投資少、見效快的加工方法。（4）焊接是一種“柔性”加工工藝，既適用于大批量生產(chǎn)，又適用于小批量生產(chǎn)。而產(chǎn)品結(jié)構(gòu)變化時，無需對焊接設備做出重大的調(diào)整和變化。（5）利用焊接進行加工時，可將結(jié)構(gòu)復雜的大型構(gòu)件分解為許多小型零部件分別加工，然后再將這些零部件焊接起來，這樣就簡化了金屬結(jié)構(gòu)的加

9、工工藝、縮短了加工周期。鋼材焊接性的發(fā)展：傳統(tǒng)合金結(jié)構(gòu)鋼是靠調(diào)整鋼中碳及合金元素的含量并配以適當?shù)臒崽幚韥韺崿F(xiàn)各種優(yōu)越使用性能，用于制造不同應用條件下的焊接結(jié)構(gòu)。但總的趨勢是隨著碳及合金元素的含量增加，強度提高，鋼的焊接性變差，不同種所出現(xiàn)的焊接性問題不一。在合金結(jié)構(gòu)鋼中，隨著碳及合金元素含量增多，勢必會引起接頭的脆化、軟化及裂紋傾向增大。這些焊接性問題的出現(xiàn)，往往會降低焊接結(jié)構(gòu)安全運行的可靠性，造成焊接結(jié)構(gòu)的早期失效破壞。新發(fā)展的微合金控軋控冷鋼是通過精煉在保持低碳或超低碳、不加或少加合金元素的條件下采用微合金化和TMCP工藝實現(xiàn)細晶化、潔凈化、均勻化來提高鋼的強度和韌性，并已開始研究下一代

10、超細晶粒鋼。新鋼種的出現(xiàn)給鋼的焊接性帶來了重大的變革。值得重視的是新鋼種的焊接性得到了明顯改善，但也出現(xiàn)了一些新的焊接性問題，推動著焊接工作者在焊接方法、工藝、材料等方面發(fā)展新技術(shù)，解決新問題，不斷推動焊接技術(shù)的向前發(fā)展。低碳鋼屬于焊接性最好、最容易焊接的鋼種，所有焊接方法都適用于低碳鋼的焊接。在實際生產(chǎn)中很希望在低碳鋼表面得到超硬耐磨層，我們也知道近十余年來，我國耐磨件的生產(chǎn)和研究十分活躍，取得的進展是有目共睹的。我國每年生產(chǎn)和消耗的耐磨件數(shù)基巨大，如果能使這些耐磨件基本上達到物盡其用的話，其效益將是十分顯著的。耐磨件的制造不僅可通過鑄造工藝來制造，也可通過堆焊工藝來制造，而對磨損過的耐磨件

11、采用堆焊工藝來再制造，可獲得比原鑄件更耐磨的性能，同時通過廢舊利用，可實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟，堆焊作為材料表面改性的一種經(jīng)濟而快速的工藝方法，越來越廣泛地應用于各個工業(yè)部門零件的制造修復中。為了最有效地發(fā)揮堆焊層的作用，希望采用的堆焊方法有較小的母材稀釋、較高的熔敷速度和優(yōu)良的堆焊層性能，即優(yōu)質(zhì)、高效、低稀釋率的堆焊技術(shù)。本文就耐磨件堆焊制造及再制造中的幾個問題進行探討。1.2 研究背景（1）堆焊和鑄造一樣都是耐磨件的制造方法堆焊是微觀化的鑄造:耐磨件的制造是以鑄造為主(從噸位來說)，堆焊件占的比重比較小。鑄造比堆焊發(fā)展得早，所以從堆焊誕生開始，就有了鑄造和焊接(堆焊)誰代替誰的問題。其實從原理上講，是

12、不能相互替代的。我們認為，堆焊過程實際就是一個微觀的鑄造過程，如果鑄造可以看作是焊件尺寸以米為單位的大尺寸熔池，那么堆焊就是以毫米為單位的很小的熔池。為什么在工件制造過程中會有微觀鑄造的概念呢?這是因為對于鑄造而言，隨著鑄件尺寸的不斷增大，其制造難度和熱處理難度也越來越高，若再要求耐磨件能夠由里到外具有均勻的耐磨性能，實現(xiàn)起來則非常困難。但堆焊過程可以解決這一難題，它將鑄造過程微觀化、微細化，把一個大的鑄造分解成無數(shù)小的鑄造，這樣，每個微觀熔池都可以很容易達到最終工件要求的強度、硬度、韌性等微觀指標。所以，在耐磨件的堆焊過程中，鑄造和堆焊是相輔相成的，就比如鑄造是皮，耐磨層堆焊是毛，對耐磨件的

13、質(zhì)量而言，二者是“皮之不存，毛將焉附”的關系。如果要求一個工件整體具有很好的質(zhì)量，就要求其鑄造和堆焊的質(zhì)量都很高。耐磨件制造過程中鑄造和堆焊的選擇：對于一個耐磨件，如果其鑄件從成本、性能等方面能夠完全滿足使用要求，人們就不必考慮堆焊了。但目前，僅靠鑄造，耐磨件的壽命、質(zhì)量上無法達到所要求的指標，這時就引進了微觀鑄造，也就是用堆焊的方式來加強所要求部位的耐磨質(zhì)量或其他方面的質(zhì)量。（2）耐磨堆焊再制造方法的選擇堆焊方法有很多，如氣焊、手工電弧焊、氣體保護焊、埋弧焊、明弧焊等。耐磨堆焊再制造就是用堆焊工藝將品質(zhì)合適的耐磨材料堆焊到基體表面，堆焊后細化的復合碳化物均勻分布在強化的基體內(nèi)，形成奧氏體基體

14、具有較好的抗拉強度，焊材與基材熔合性好，具有高應力的磨耗性，外觀焊縫成型美觀，具備較好的抗沖擊性能，從而提升了耐磨件的使用壽命(比新品可提高15倍以上)。近年來采用的堆焊再制造方法主要有兩種，一是使用直徑為3.2mm5mm的藥芯焊絲在焊劑層下進行自動埋弧堆焊，另一種是使用直徑為1.2mm3.2mm自保護藥芯焊絲進行明弧堆焊。埋弧焊是傳統(tǒng)的高效率的堆焊方式，現(xiàn)在很多地方還在沿用，而自保護明弧焊近兩年已經(jīng)發(fā)展起來了，實際上這兩種焊接方法各有利弊。在早期的磨輥、磨盤等大物件的堆焊過程中，曾經(jīng)采用埋弧焊。為何后來采用明弧自保護焊呢?這是因為與埋弧堆焊比較，明弧自保護焊有以下優(yōu)勢：從成本上說，埋弧焊比較

15、費工、費時，一般要34人，進行添加焊劑、除焊劑、焊接操作等，并且焊前要對焊劑進行烘干，焊接過程中要不斷添加焊劑，并需專人去除焊渣，因而堆焊過程人力、物力投入很大，且環(huán)境惡劣。相反，明弧自保護焊只要一個人就夠了，不僅實現(xiàn)了生產(chǎn)的自動化，減小了焊工手工操作時因長期焊接引起的疲勞及堆焊質(zhì)量下降，且有人工操作不可及的高效率，因此能夠適應高質(zhì)量、高效率的堆焊再制造要求。從耐磨性能上說，埋弧焊因為有焊劑、焊渣的影響，一些強迫冷卻措施、溫控措施都很難加上去，因此無法對工件進行強迫冷卻以保持正常焊層間溫度，致使工件可焊性受到限制。而明弧自保護焊就比較容易實現(xiàn)溫控，從而使工件能獲得更好的耐磨性能。從整體對部件的

16、影響來說，埋弧焊因溫控受限，鑄件的尺寸變形較大，而明弧自保護焊可以將變形控制到很小范圍內(nèi)，因此不易引起母材的變形開裂。原來有一個概念，一個鑄件或輥體的堆焊最多不超過三次，這是建立在埋弧堆焊的基礎上的，作為明弧自保護焊來說，應該說遠遠不止三次。那么這些方法該怎么選擇呢?我們認為，應從工件的最終性能要求來考慮，例如，煤磨、立磨的磨輥、磨盤這類工件，它們要求高耐磨、低抗沖擊性，工藝選擇要從碳化物的數(shù)量和形態(tài)上來考慮；而輥壓機擠壓輥這類產(chǎn)品則要求高抗沖擊、中低耐磨，工藝選擇要考慮碳當量的概念，碳當量決定耐磨件本身的強度、韌性和抗沖擊性。簡單地說，輥壓機擠壓輥的堆焊要考慮預熱和保溫，要圍繞碳當量做工藝，

17、原則上要采用熱焊，需要在一定的條件下進行焊接，焊接、保溫溫度都比較高。而立磨、煤磨的磨輥、磨盤要求有足夠的耐磨性能，要考慮碳化物的形態(tài)，只考慮控制小的變形和快的冷卻速度，采用冷焊就可以了。因此埋弧焊更適合輥壓機的堆焊，明弧自保護焊更適合立磨、煤磨的磨輥、磨盤的堆焊。所以只有針對不同的工件和場合綜合考慮堆焊方式，才能兼顧不同的堆焊方法，得到所需要的性能。由于低碳鋼是所有鋼材中焊接性最好的，故幾乎可采用所有的焊接方法來進行焊接，并都能保證焊接接頭的質(zhì)量良好。用得最多的焊接方法是手工電弧堆焊、埋伏自動堆焊和二氧化碳氣體保護堆焊等。其中二氧化碳氣體保護堆焊綜合成本最低，埋伏堆焊最高，手工電弧堆焊次之。

18、（3）影響堆焊層硬度的因素碳含量的影響：堆焊層焊態(tài)硬度隨碳含量增加的變化趨勢為：碳含量從0.5增加到1.0時，硬度上升；從1.0增加到2.0時，硬度下降。當含碳量較低時，由于碳化物析出量很少、堆焊層硬度主要取決于馬氏體基體的硬度，而馬氏體的硬度主要取決于含碳量、馬氏體的硬度隨著含碳量的增加而增加，當含碳量小于0.5時，馬氏體硬度隨含碳量的增高而急劇增高；當含碳量增至0.7左右時，雖然馬氏體硬度有所增高，但是由于殘余奧氏體量增加，反而使鋼的硬度下降。當碳含量從0.5增加到1.0時，碳化物的析出量逐漸增多，碳化物沿晶界由斷續(xù)網(wǎng)狀分布變?yōu)檫B續(xù)網(wǎng)狀分布，晶內(nèi)也存在大量彌散的碳化物，同時針狀馬氏體量增多

19、，馬氏體中碳濃度也在增大，故堆焊層硬度呈上升趨勢實際上還出現(xiàn)了少量的殘余奧氏體，但對硬度影響不大。隨著碳含量繼續(xù)增加，殘余奧氏體量逐漸增多，馬氏體量減少，從而使堆焊層硬度下降。時效溫度對堆焊層硬度的影響：碳含量分別為0.5 、0.7和1.0時 ，時效溫度對堆焊層硬度的影響為，時效溫度小于或等于600時，硬度值基本不變，這是由于時效溫度較低時，碳原子遷移速度較幔，Cr、Mo、W、V等合金元素原子尚不能進行擴散，同時，Cr、Mo、W、V又都是碳化物形成元素，與碳的親和力強，使碳的擴散速度更加減慢從而延緩了碳化物的析出和長大，使馬氏體回火分解溫度提高，即馬氏體分解溫度向高溫推移，故硬度基本不變。當時

20、效溫度大于600時，馬氏體轉(zhuǎn)變?yōu)榛鼗鹎象w或回火索氏體等珠光體類型的組織，硬度明顯下降；碳含量為1.4時，時效溫度對堆焊層硬度的影響為，在600以下時效時，硬度逐漸提高，由于當碳含量為1.4時焊態(tài)組織已存在一定量的殘余奧氏體，當它在600以下時效時，殘余奧氏體中析出碳化物，使殘余奧氏體中碳和合金元素含量下降，致使Ms點上升，從而使殘余奧氏體在冷卻過程中轉(zhuǎn)變?yōu)榛鼗瘃R氏體，即發(fā)生了“二次硬化”現(xiàn)象，當時效溫度大于600時，馬氏體轉(zhuǎn)變?yōu)榛鼗鹎象w或回火索氏體等珠光體類型的組織，硬度明顯下降；從以上分析可知，碳含量不同時，時效溫度小于或等于600 ，CCrMoWV合金系堆焊層的硬度，要么保持不變，要么

21、升高，時效溫度大干600時，硬度均下降。藥皮成分對堆焊層硬度的影響：堆焊金屬耐磨性和硬度均隨E/B增大而顯著增大,是由于隨著E/B值增大,向堆焊金屬過渡的釩量增加，在加入藥皮的石墨百分含量足夠大情況下，釩量的增加，堆焊金屬中形成的堅硬耐磨的釩的碳化物也隨之增加，從而使堆焊金屬硬度和耐磨性增大；DB (鎢粉量石墨量)值增大，堆焊層硬度增高(顯著性水平為005)，而耐磨性先隨之增高，達極大值后，又隨之下降，但這種變化幅度不大(顯著性水平為026)；HB (碳化鈦量石墨量)值增高，耐磨性亦隨之增高(顯著性水平為025)；AB(鉻粉量石墨量)值增大，堆焊金屬硬度隨之上升，達極大值后，又隨之下降，而耐磨

22、性略有下降趨勢，但影響不顯著(顯著性水平025)；CB (鉬鐵量石墨量)值增大，堆焊金屬硬度先隨之提高，達極大值后，又隨之下降,耐磨性也隨之下降，達極小值后,又隨之增大,但這種變化趨勢較平緩，不太顯著(顯著性水平均為025)； FB (中碳錳鐵石墨)值增大，堆焊金屬硬度顯著下降，耐磨性也隨之下降(顯著性水平為025)，這顯然由于錳是強奧氏體化元素，F(xiàn)B值增大，堆焊金屬中錳含量增多，使基本金屬中殘余奧氏體增多，馬氏體減少，從而導致硬度和耐磨性下降；G/B(大理石量石墨量)值增大，耐磨性隨之下降但不太顯著(顯著性水平為025)這可能是由于GB值增大，則大理石含量增加，必導致其他合金成分總量減少，且

23、電強氣氛的氧化性亦隨大理石增加而增強，使各種合金元素氧化損失增多，使合金總量更進一步減少，從而使堆焊層耐磨性減小。堆焊方法對硬度的影響：在同一條件下，相同的厚度上，采用不同的堆焊方法獲得的硬度不一定相同；研究已經(jīng)得出用常用的工藝方法看，硬度(HRC）的一般順序為氧乙炔氣焊（OAW）手工鎢極氬弧焊（GTAW）藥皮焊條手工焊(SMAW) 等離子粉末堆焊(PTA) 等離子弧送絲堆焊(FAW)。因為氧乙炔氣焊用3 ：1的碳化焰堆焊，使堆焊金屬的含碳量有所增加，而且母材的稀釋率也比較小。所以，堆焊層的硬度較高。然而，電弧焊在高溫下有燒損碳的現(xiàn)象，故有降碳的傾向。同時，焊接電弧對熔池的攪拌作用，加強了母材

24、對堆焊層的稀釋。所以，電弧焊堆焊層的硬度較低。故在生產(chǎn)條件允許的條件下，根據(jù)產(chǎn)品材質(zhì)、形狀和大小，盡可能地選用機械化程度比較高的PTA工藝。因為PTA工藝的稀釋率較低、功效高、性能穩(wěn)定。稀釋率對硬度的影響：焊接接頭與堆焊層之間的最大不同點為稀釋率。它常常關系到堆焊層的性能。稀釋率（以百分比計）等于熔化的母材量（A）除以添加的堆焊金屬量和熔化的母材金屬之和（A+B）再乘以100%。由于大多數(shù)的堆焊采用的是電弧焊的方法進行，所以，必須重視電弧焊的每個工藝參數(shù)對稀釋率的影響。影響堆焊稀釋率的工藝參數(shù)有：焊接電流、極性、焊絲（焊條）尺寸、焊絲的伸出長度、堆焊焊道的節(jié)距、電極擺動、焊接速度、堆焊位置和工

25、件的傾斜度、附加填充金屬。堆焊層厚度對硬度的影響：隨堆焊層厚度的增加，堆焊層的稀釋率相對降低。所以，堆焊層的厚度與硬度有著密切的關系。已有實驗證明：堆焊層越厚，堆焊層合金越純，硬度層合金趨向符合標準值。所以，藥皮焊條手工電弧焊堆焊的厚度大于鎢極手工氬弧焊、粉末等離子氧乙炔堆焊的厚度。母材材質(zhì)對硬度的影響：母材中的C、Cr、Mo、Si和Mn等元素含量都會影響堆焊層的硬度。因為這些元素在堆焊過程中都會或多或少地稀釋到堆焊層中。例如Mo和Cr都有二次硬化作用。Mo還有熱硬性，Si和Mn均有硬化作用，可提高硬度。所以，母材的成分也是一個很大的因素。熔敷金屬中Ti、C、V元素含量對堆焊層硬度的影響：堆焊

26、層硬度隨著熔敷金屬中Ti、C、V元素含量的提高而增加。第2章 實 驗實驗主要分為兩部分：第一部分，選擇適當?shù)暮附庸に噺亩鴮崿F(xiàn)低碳鋼表面超硬耐磨層；第二部分，在第一部分實驗的基礎上，對焊接后的試樣分組進行熱處理再測試硬度。2.1 實驗設備根據(jù)課題的需要，結(jié)合具體實際，綜合考慮實驗室的實驗條件及設備，實驗所涉及和采用的儀器或設備如下：（1）交流弧焊機：交流弧焊機實際上是一種具有一定特性的降壓變壓器。它把網(wǎng)路電壓(220v或380v)的交流電變成適合于電弧焊的低壓交流電。其結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜、使用方便、維修容易、空載損耗小，但電弧穩(wěn)定性較差。圖2.l所示是一種目前較常用的交流弧焊機的外形，其型號為B

27、Xl400。型號中“B”表示弧焊變壓器，“X”表示下降外特性(電源輸出端電壓與輸出電流的關系稱為電源的外特性)，“400”表示弧焊機的額定焊接電流為400A；圖2.1 交流弧焊機（2）砂輪打磨機（型號:3SL-250）：修整原始金屬試樣；（3）金相試樣預磨機（型號：M-2）：主要用于對試樣的原始試樣進預磨，以便快速制備金相試樣，從而觀察其顯微組織；（4）金相試樣拋光機（型號：P-2）：用做制備金相試樣的最后一道工序，以便制出少劃痕、干凈的金相試樣；（5）數(shù)顯洛氏硬度計（型號：HRS-150）：用于測量原始試樣及熱處理后的硬度值；（6）4X型金相顯微鏡的外形結(jié)構(gòu)圖2.2 金相顯微鏡（7）HXD1

28、000TMB視屏顯示自動轉(zhuǎn)塔顯微硬度計：HXD1000TMB視屏顯示自動轉(zhuǎn)塔顯微硬度計(以下簡稱顯微硬度計)是一種由精密機械、光學系統(tǒng)和專用微處理機-HMIS型多功能數(shù)據(jù)處理機(簡稱數(shù)據(jù)處理機)與CCD、監(jiān)視器組合而成的測定儀器。用途主要有二種：一種是單獨測定硬度，即用于測定比較光潔表面的細小或片狀的零件和試樣的硬度，測定電鍍層，氮化層，滲碳層和氰化層等零件的表層的硬度以及測定玻璃，瑪瑙等脆性材料和其他非金屬的硬度；二是作金相顯微鏡用，即用以觀察和拍攝材料的顯微組織，并測定其相組織的顯微硬度，供研究用。圖2.3 HXD1000TMB視屏顯示自動轉(zhuǎn)塔顯微硬度計外形（8）箱形電阻爐（型號：SRJX

29、-3-9）：箱式電阻爐又稱馬弗爐，它是一種周期作業(yè)式加熱爐，可供實驗室淬火、回火、正火、退火等熱處理加熱用。箱式電阻爐的構(gòu)造示意圖如圖所示。1加熱室；2電熱絲孔；3測溫孔；4接線盒5試樣；6控制開關；7擋鐵；8爐門；9隔熱層；10爐底板 圖2.4箱式電阻爐結(jié)構(gòu)示意圖（9）金相顯微鏡（500）+掃描裝置：觀察金相顯微組織，拍照保存特征相圖；2.2 焊接實驗2.2.1焊接實驗方案低碳鋼試樣準備焊前準備設置焊接工藝參數(shù)焊條的選擇堆焊過程分析討論焊接過程中遇到的問題并得出結(jié)論 圖2.5 第一部分焊接實驗流程圖這部分實驗主要控制好兩個環(huán)節(jié)：一是根據(jù)低碳鋼的焊接性選擇適當?shù)暮附庸に噮?shù)；二是為了達到實驗的

30、最終目的，在選擇堆焊焊條時要考慮各方面因素的影響。2.2.2低碳鋼的焊接性因低碳鋼含碳量低，錳、硅含量少，所以，通常情況下不會因焊接而產(chǎn)生嚴重硬化組織或淬火組織。低碳鋼焊后的接頭塑性和沖擊韌度良好，焊接時，一般不需要預熱、控制層間溫度和后熱，焊后也不必采用熱處理改善組織，整個焊接過程不必采取特殊的工藝措施，焊接性優(yōu)良。 但在少數(shù)情況下，焊接時也會出現(xiàn)困難：（1）采用舊冶煉方法生產(chǎn)的轉(zhuǎn)爐鋼含氮量高，雜質(zhì)含量多，從而冷脆性大，時效敏感性增加，焊接接頭質(zhì)量降低，焊接性變差。（2）沸騰鋼脫氧不完全，含氧量較高，P等雜質(zhì)分布不均勻，局部地區(qū)含量會超標，時效敏感性及冷脆性敏感性大，熱裂紋傾向也增大。（3）

31、采用質(zhì)量不符合要求的焊條，使焊縫金屬中的碳、硫含量過高，會導致產(chǎn)生裂紋。如某廠采用酸性焊條焊接Q235A鋼時，因焊條藥皮中錳鐵的含碳量過高，會引起焊縫產(chǎn)生熱裂紋。（4）某些焊接方法會降低低碳鋼焊接接頭的質(zhì)量。如：電渣焊，由于線能量大，會使焊接熱影響區(qū)的粗晶粒區(qū)晶粒長得十分粗大，引起沖擊韌度的嚴重下降，焊后必須進行細化晶粒的正火處理，以提高沖擊韌度。總之低碳鋼是屬于焊接性最好、最容易焊接的鋼種，所有焊接方法都適用于低碳鋼的焊接。綜合考慮各方面因素的影響，低碳鋼的焊接工藝可選擇：手工電弧焊，埋弧焊，氣體保護焊等方法。而本課題主要是針對在日常生產(chǎn)中常會用到的一些機械零部件，對它們的要求是具有強烈耐巖

32、石磨損的性能，如混泥土攪拌機葉片、推土機、挖泥機葉片、高速混砂箱等。這些零部件就需要芯部有很好的柔韌性而表面需要很強的耐磨損能力。研究發(fā)現(xiàn)對這些耐磨件的制造不僅可通過鑄造工藝來制造，也可通過堆焊工藝來制造，而對磨損過的耐磨件采用堆焊工藝來再制造，可獲得比原鑄件更耐磨的性能，同時通過廢舊利用，可實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟。堆焊方法有很多，如氣焊、手工電弧焊、氣體保護焊、埋弧焊、明弧焊等。耐磨堆焊再制造就是用堆焊工藝將品質(zhì)合適的耐磨材料堆焊到基體表面，堆焊后細化的復合碳化物均勻分布在強化的基體內(nèi)，形成的奧氏體基體具有較好的抗拉強度，焊材與基材熔合性好，具有高應力的磨耗性，外觀焊縫成型美觀，具備較好的抗沖擊 能，

33、從而提升了耐磨件的使用壽命(比新品可提高15倍以上)。由于實驗室條件的限制，只能選擇手工電弧堆焊工藝。2.2.3手工電弧堆焊手工電弧堆焊是目前應用廣泛的堆焊方法。它使用的設備簡單，成本低，對形狀不規(guī)則的工件表面及狹窄部位進行堆焊的適應性好，方便靈活。手工電弧堆焊技術(shù)在我國的應用有一定的基礎，我國生產(chǎn)的堆焊焊條有較完整的產(chǎn)品系列，僅標準定型產(chǎn)品就有近百個品種，還有很多專用及非標準的堆焊焊條產(chǎn)品。手工電弧堆焊在冶金機械、礦山機械、石油化工、交通運輸、模具及金屬構(gòu)件的制造和維修中得到了廣泛的應用。（1）手工電弧堆焊的特點手工電弧堆焊與一般手工電弧焊的特點基本相同，設備簡單、使用可靠、操作方便靈活、成

34、本低、適宜于現(xiàn)場堆焊，可以在任何位置焊接，特別是能通過堆焊焊條獲得滿意的堆焊合金。因此，手工電弧堆焊是目前主要的堆焊方法之一。手工電弧堆焊的缺點是生產(chǎn)效率低、勞動條件差、稀釋率高。當工藝參數(shù)不穩(wěn)定時，易造成堆焊層合金的化學成分和性能發(fā)生波動，同時不易獲得薄而均勻的堆焊層。手工電弧堆焊主要用于堆焊形狀不規(guī)則或機械化堆焊可達性差的工件。手工電弧堆焊焊條的藥皮主要有鈦鈣型、低氫型和石墨型三種。焊芯多以冷拔焊絲為主，也可用鑄芯或管芯。為了減少合金元素的燒損和提高堆焊合金的抗裂性能，一般多采用低氫型藥皮的堆焊焊條。手工電弧堆焊時，一般通過調(diào)節(jié)焊接電流、焊接電壓、焊接速度、運條方式以及弧長等工藝參數(shù)控制熔

35、深以達到降低稀釋率、保持電弧穩(wěn)定、使堆焊層質(zhì)量均勻的目的。低氫型藥皮焊條堆焊時推薦采用直流反接。因合金元素易燒損，弧長不能太大。大面積堆焊時，應注意調(diào)整堆焊順序，以控制焊接變形。由于手工電弧堆焊熔深較大，稀釋率較高，堆焊層硬度與耐磨性下降，所以一般需堆焊23層。但堆焊層數(shù)較多時，易導致開裂和剝離，為此常對工件采取預熱和緩冷措施，預熱溫度由堆焊部位的剛性等因素確定。（2）手工電弧堆焊設備及工藝電弧堆焊設備的組成及技術(shù)參數(shù)：手工電弧堆焊設備是由焊接電源裝置和焊鉗組成的電焊機，此外還包括一些不同形狀工件堆焊時需要的輔助設備：弧焊電源、焊接電流、焊鉗、接地夾鉗、焊接電纜、面罩、防護服。手工電弧堆焊工藝

36、：手工電弧堆焊工藝主要包括焊前焊件表面是否需要進行清理及清理程度；焊條在堆焊前的烘干及清理要求；堆焊工藝參數(shù)的選擇及必要的預熱、保溫和層間溫度的控制等。l 焊前準備堆焊前工件表面進行粗車加工，并根據(jù)圖紙要求預留加工余量，以保證堆焊層加工后有3mm以上的高度。嚴格清除表面的鐵銹、油污等，堆焊工件表面不得有氣孔、夾渣、包砂、裂紋等缺陷，如有上述缺陷須經(jīng)焊補清除、再粗車后方可堆焊。焊條使用前必須烘干，加熱溫度350400，保溫2h.l 焊條的選用根據(jù)對構(gòu)件的技術(shù)要求，如工作溫度、壓力等級、工作介質(zhì)以及對堆焊層的使用要求，選擇合適的堆焊焊條。手工堆焊焊條可按照焊條手冊進行選擇。按堆焊焊條分類用于某一產(chǎn)

37、品零件的焊條，有時也可用于其他產(chǎn)品零件。例如D507為馬氏體高鉻鋼堆焊焊條，又稱閥門密封面焊條，除了用于中溫高壓閥門密封面的堆焊外，還可用于堆焊工作溫度在450以下的碳鋼或合金鋼軸類零件。有些焊條雖不屬于堆焊焊條，但有時也可用于堆焊，如碳鋼焊條、低合金鋼焊條、不銹鋼焊條和銅合金焊條等。l 電源種類和極性目前，手工電弧堆焊所使用的電源與手弧焊電源相同。在焊條牌號確定之后，根據(jù)焊條藥皮的類型選擇電源種類與極性。如果堆焊一般結(jié)構(gòu)鋼工件，對堆焊層性能要求不高，并采用酸性堆焊焊條（D502、D512）時，應選用弧焊變壓器；當堆焊零件要求比較高，又要求采用堿性低氫型堆焊焊條（D517、D547）時，必須選

38、用弧焊整流器或直流弧焊發(fā)電機（如ZXG1-300、ZXG7-320、AX1-500等），且采用反極性接法，即焊條接正極、工件接負極。在條件允許的情況下，應盡量選用直流電源。因為直流電源的電弧穩(wěn)定，且反極性接法熔深淺。l 焊條直徑及焊接電流為提高勞動生產(chǎn)率，希望采用較大直徑的焊條和較大的焊接電流。但是由于堆焊面的寬度及堆焊質(zhì)量的限制，必須把焊條直徑和焊接電流控制在一定范圍內(nèi)。焊條直徑的選擇主要取決于構(gòu)件的尺寸和堆焊面的寬度。增大焊接電流能提高生產(chǎn)率。但電流過大，稀釋率增大，易造成堆焊合金成分偏析和堆焊過程中液態(tài)金屬流失等焊接缺陷。而電流過小，易造成夾渣、未焊透等缺陷，且降低生產(chǎn)率。所以應適當選擇

39、焊接電流。一般來說，在保證堆焊合金成分合格的條件下，盡量選擇大電流；但不應在焊接過程中由于電流過大而使焊條發(fā)紅、藥皮開裂、脫落。l 堆焊層數(shù)堆焊層數(shù)是以保證堆焊層高度滿足設計要求為前提。對于較大構(gòu)件時需要堆焊多層。堆焊第一層時，為減少基體熔深，一般采用小電流；或者堆焊電流不變，提高堆焊速度，同樣可以達到減小熔深的目的。堆焊最后一層時，要注意焊道的成形和平整度，以滿足堆焊后機械加工的尺寸要求。（3）手工電弧堆焊的操作引弧：將焊條與工件短路然后向上拉起焊條以引燃電弧稱為點拉式引弧。將焊條端部在金屬表面輕輕劃擦后提起焊條以引燃電弧叫擦引弧。焊接過程：電弧引燃后，一方面要仔細觀察熔池狀態(tài)，始終保持熔池

40、大小不變，不斷調(diào)整焊條角度控制弧長保持熔池金屬不致外溢，另一方面要保持電弧沿焊接方向作勻速直線移動只有保持熔池大小和焊接電弧移動速度始終不變，才能獲得均勻一致的焊縫。收弧：焊接結(jié)束時如果直接拉斷電弧則會形成弧坑，弧坑會產(chǎn)生氣孔裂縫降低焊接接頭的強度。2.2.4實驗步驟（1）根據(jù)實驗的要求，準備低碳鋼試板，用砂輪除去損壞的磨損層及油污和鐵銹等，使表面露出金屬光澤。（2）根據(jù)低碳鋼試板的形狀尺寸確定電焊機的各工藝參數(shù)。（3）焊條的選擇。汽蝕或磨損深處打底焊可選用J426、J427、J507、J506焊條；耐汽蝕表層堆焊可選用D276、D277、D237、D642、A102、A132焊條；耐泥沙磨損

41、表層堆焊可選用D642、D237焊條；耐蝕同時要求耐磨的表層堆焊選用D237、D642焊條。J427、J507、D277、D237焊條焊前應在300400烘干2h。D642、A102、A132焊條焊前應在100150烘干12h。（4）堆焊過程。汽蝕和磨損區(qū)深度在15mm以內(nèi)者，應先打底焊，深度在4mm以內(nèi)者可直接進行表面堆焊。為保證堆焊層的性能，耐汽蝕或耐磨的堆焊層最好焊23層以上。堆焊過程中應特別注意防止變形。多層堆焊時相鄰堆焊層的焊道方向最好交錯成一定角度。外表層的焊道方向應盡量為順水流方向。操作中注意應用直線運條，盡量采用小電流、短弧堆焊。焊道應重疊1/21/3寬度。為獲得平整的堆焊表面

42、，堆焊完一層后可進行清渣，為便于操作，最好將工件放在立焊或爬坡的位置。平焊位置進行堆焊時也可以不清渣，但電流要大些，而且操作難度較大。堆焊層應留12mm高度余量，最后磨光。(5)堆焊后立即進行熱處理，熱處理后得到的試樣為下一步實驗作試樣準備。2.3 熱處理實驗2.3.1熱處理實驗方案選定兩塊原始試樣（一塊單層堆焊、一塊多層堆焊）制備金相試樣，觀察并拍照制備金相試樣，觀察并拍照制備金相試樣，觀察并拍照分別測試硬度測試硬度測試硬度并拍照綜合熱處理后各試樣的硬度及金相組織，分析影響表面超硬耐磨堆焊層硬度的因素第一組第二組第三組試 樣 準 備取出兩塊試樣進行高溫淬火，保溫20分鐘后，分別油淬和水淬最后

43、一塊試樣高溫退火并保溫半小時后，隨爐冷卻圖2.6 第二部分熱處理實驗流程圖實驗流程如圖2.7所示，實驗大致可分為三組：直接從試樣中選出兩塊試樣（一塊為單層堆焊、一塊為多層堆焊）；選出兩塊進行常規(guī)熱處理（淬火溫度選擇950，保溫時間為20min，淬火介質(zhì)分別為水和油）；對剩下的一塊試樣進行退火處理，其退火加熱溫度為950，保溫半小時后隨爐冷卻。需要說明的是，此部分實驗是對第一部分實驗的繼續(xù)，即對低碳鋼表面堆焊層硬度的測試以及對整個試樣進行不同熱處理后的組織分析，從而了解影響低碳鋼表面超硬耐磨堆焊層硬度的因素。2.3.2常規(guī)熱處理簡介鋼的淬火： 鋼的淬火是熱處理工藝中最重要的、也是用途最廣泛的工序

44、；將鋼加熱至臨界點Ac3或Ac1以上一定溫度，保溫一定時間，然后以適當?shù)姆绞嚼鋮s獲得馬氏體或下貝氏體組織的熱處理工藝稱為淬火。淬火是使奧氏體化后的鋼件獲得盡量多的馬氏體并配以不同溫度回火獲得各種需要的性能。淬火的目的主要是：提高鋼的強韌性；提高鋼的硬度、耐磨性；提高彈性。因此淬火在熱處理工藝中扮演著重要的角色。（1）淬火中淬火加熱溫度的選擇淬火加熱溫度的選擇應以得到均勻細小的奧氏體晶粒為原則，以便淬火后獲得細小的馬氏體組織。淬火溫度主要根據(jù)鋼的臨界點確定，亞共析鋼通常加熱至Ac3以上3050，共析鋼、過共析鋼加熱至Ac1以上3050。淬火加熱溫度不能過低也不能過高，過低不能完全奧氏體化，過高容

45、易導致奧氏體晶粒粗大，淬火后獲得粗大的馬氏體。對于合金鋼，考慮到合金元素的作用，為了加速奧氏體化，淬火溫度可偏高些，一般為Ac1或Ac3以上50100，至于高合金鋼，奧氏體晶粒粗化溫度高，那么可采取更高的淬火溫度。由于低碳鋼表面堆焊一層超硬耐磨材料，故淬火加熱溫度選擇在900以上比較合適。（2）淬火保溫時間t的確定至于淬火保溫時間t，按經(jīng)驗公式：t=KaD (min) 式中 t加熱時間（min）； K加熱時的修正系數(shù)(通常取11.5)； a加熱系數(shù)（min/mm）； D工件的有效厚度（mm）。工件厚度為16mm，根據(jù)相關資料的取值規(guī)定，取K=1.3，a=1.4,經(jīng)過計算t30min，再結(jié)合本次

46、實驗的具體實際情況和相關熱處理手冊中一些長期以來積累的經(jīng)驗保溫數(shù)據(jù)，本人最終選擇保溫時間20分鐘，即t=20min。（3）淬火中淬火冷卻介質(zhì)的選擇選擇合適的淬火冷卻介質(zhì)對淬火工藝來說也是很重要的。為了實現(xiàn)過冷奧氏體在連續(xù)冷卻的過程中不分解而全部冷至Ms溫度以下完全轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體組織，將鋼加熱到臨界點（Ac3或Ac1）上獲得奧氏體組織，其后的冷卻速度必須大于臨界淬火速度，即：V冷Vk(Vk為臨界冷卻速度，鋼在淬火時為抑制非馬氏體轉(zhuǎn)變所需的最小冷卻速度)，所以，選取淬火冷卻介質(zhì)必須高度注意這一點。但是，在整個淬火過程中，冷卻速度并非越大越好；一方面，因為鋼在淬火冷卻過程中冷卻過快，由于內(nèi)外溫度產(chǎn)生脹

47、縮不一致以及相變不同時會產(chǎn)生淬火應力（熱應力和組織應力的總和），導致淬火工件變形或開裂；另一方面，過冷奧氏體在C曲線的鼻尖處是需要V冷Vk，而在650以上或者400以下（特別是在Ms點附近發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變時）并不需要快冷；理想的冷卻介質(zhì)應該使鋼：650以上緩慢冷卻，以盡量降低淬火熱應力；650400之間應當快冷以通過過冷奧氏體最不穩(wěn)定的區(qū)域即鼻尖處，避免發(fā)生珠光體或者上貝氏體轉(zhuǎn)變；400以下Ms點附近的溫度區(qū)域，緩慢冷卻以盡量減少馬氏體轉(zhuǎn)變時產(chǎn)生的組織應力。常用的淬火冷卻介質(zhì)有水、各種礦物油及各種乳化液。其中，各淬火冷卻介質(zhì)的特性是：水 水的冷卻特性很不理想，水在650400范圍內(nèi)冷卻速度較大，

48、但這對過冷奧氏體穩(wěn)定性較小的碳鋼來說極為有利，故本課題研究的低碳鋼耐磨試樣可選擇水為冷卻介質(zhì)；各種礦物油 油是一種常用的淬火介質(zhì)，目前主要采用礦物油，如機油、柴油等；油的主要優(yōu)點是低溫區(qū)的冷卻速度比水小得多，從而可大大降低淬火工件的組織應力，減少工件變形開裂；但油在高溫區(qū)間冷卻能力低是其主要缺點，但對于過冷奧氏體比較穩(wěn)定的合金鋼來說，油是合適的淬火介質(zhì)；乳化液 對于前面兩種淬火冷卻介質(zhì)，水的冷卻能力很大，但冷卻特性不好；油的冷卻特性較好，但其冷卻能力又低；因此，尋找冷卻能力介于油水之間，冷卻特性近于理想淬火介質(zhì)的新型淬火介質(zhì)是現(xiàn)代淬火熱處理工藝中努力的目標；由于水是價廉、容易獲得、性能穩(wěn)定的淬

49、火介質(zhì)，因此，本課題的試樣采用的冷卻介質(zhì)為水，同時也選擇冷卻介質(zhì)油作對比實驗。鋼的退火：退火是將金屬緩慢加熱到一定溫度，保持足夠時間，然后以適宜速度冷卻的一種金屬熱處理工藝。退火的一個最主要工藝參數(shù)是最高加熱溫度（退火溫度），大多數(shù)合金的退火加熱溫度的選擇是以該合金系的相圖為基礎的,如碳素鋼以鐵碳平衡圖為基礎（圖2.8）。各種鋼(包括碳素鋼及合金鋼)的退火溫度，視具體退火目的的不同而在各該鋼種的Ac3以上、Ac1以上或以下的某一溫度。各種非鐵合金的退火溫度則在各該合金的固相線溫度以下、固溶度線溫度以上或以下的某一溫度。 （1）退火的目的：改善或消除鋼鐵在鑄造、軋制和焊接過程中所造成的各種組織缺

50、陷以及殘余應力，防止工件變形、開裂；軟化工件以便進行切削加工；細化晶粒，改善組織以提高工件的機械性能；為最終熱處理（淬火、回火）作好組織準備。圖2.7 鐵碳平衡圖2.3.3 試樣的制備過程（1）根據(jù)實驗的具體要求，把第一部分實驗所得的樣板鋸成五塊試樣，五塊試樣的大小大致相同，這是為了三組試樣制備后的硬度比較更簡明、精確，而后用砂輪打磨機對原始試樣進行去毛刺修整；將已經(jīng)加工好的原始試樣按組標號，試樣分為三組，其中，第一組：沒經(jīng)過任何熱處理加工的試樣，試樣兩個（一塊堆焊層厚的與一塊堆焊層薄的）；第二組：經(jīng)過高溫淬火后保溫20min，然后水冷與油冷，試樣兩個；第三組：經(jīng)過高溫退火后保溫半個小時，再隨

51、爐冷卻的試樣，試樣一個。（2）按實驗方案中組別先后順序進行分組加工： 第一組：手工粗磨。首先將試樣的表面在耐水砂紙上磨平，使被觀察表面平整光亮，無明顯磨痕無凹坑。手工細磨。將試樣用清水沖洗并擦干后進行手工細磨操作，即依次在由粗到細的各型號金相砂紙上依次進行細磨，常用的金相砂紙?zhí)枖?shù)有01、02、03、04、05五種，號數(shù)越大，磨粒越細、砂紙顏色相對也較淺。細磨時為了保證觀察面的平整，需在金相砂紙下放一塊厚玻璃板，在細磨時用力力求均勻、平穩(wěn)，防止磨痕過深和造成金相磨面的變形；試樣退回時要抬起，不能與金相砂紙相接觸，進行“單程、單向”的磨制方法，直到磨掉試樣磨面上的舊磨痕，形成的一層新的、均勻一致磨

52、痕為止。在調(diào)換下一號砂紙時，應將試樣上的磨屑和砂粒清理干凈，并轉(zhuǎn)動90，即與上一號砂紙磨擦的磨痕垂直，直到將上一號砂紙留下來的磨痕全部消除為止。使用各種型號的金相砂紙的細磨時間也是依據(jù)不同的試樣而定，一般說來硬度大一些的細磨時間要稍長些。經(jīng)細磨后的試樣觀察面平整光滑，就像一個鏡面，在同一個面上進行反光。拋光。金相試樣經(jīng)磨制后，磨面上仍然存在著細微的磨痕及金屬擾亂層，影響正常的組織分析，因而必須進行拋光處理，以得到平整、光亮、無痕的金相磨面。常用的拋光方法有機械拋光、電解拋光、化學拋光等，我們所采用的是最常用的機械拋光。機械拋光靠拋光磨料對金相磨面的磨削和滾壓作用使其成為光滑的鏡面。拋光時應在拋

53、光盤上鋪以細帆布、平絨、絲綢等拋光織物，并不斷滴注拋光液。拋光液一般是氧化鋁、氧化鉻、氧化鎂等細粉末狀磨料在水中形成的懸浮液，在本次實驗中我們用的是氧化鉻磨料。操作時將試樣磨面均勻地壓在旋轉(zhuǎn)的拋光盤上，并且沿著拋光盤的邊緣到中心不斷地作徑向往復運動，同時使試樣本身略加轉(zhuǎn)動，使磨面各部分拋光程度一致，并且可以避免出現(xiàn)“曳尾”現(xiàn)象，拋光液的滴入量以試樣離開拋光盤后，其表面的水膜在數(shù)秒鐘內(nèi)可自行揮發(fā)為宜，一般拋光時間為35 min。拋光后的試樣磨面應光亮無痕，石墨或夾雜物應予以保留，且不能有“曳尾”現(xiàn)象。由于拋光液具有腐蝕性,操作時最好戴橡皮手套。在拋光后，在進行觀察前需要完成的任務有：清水沖洗-酒

54、精擦拭-吹干-侵蝕-清水沖洗-酒精擦拭-吹干。其具體步驟是：將拋光過的試樣表面先用清水沖洗后用無水乙醇擦洗，用吹風機吹干，再浸入4的硝酸溶液中，時間不要太長，一般數(shù)秒即可（具體應按式樣和立侵蝕液來確定），然后用清水沖洗干凈，再用無水乙醇將其表面擦干凈，用吹風機吹干即可放在顯微鏡下觀察基體組織。進行硬度測試。第二組：在箱形電阻爐（型號：SRJX-3-9）中950加熱淬火保溫20min，分別水淬、油淬；淬火后，擦拭干凈試樣，在砂布上磨平并磨出金屬光澤（為了去掉表面的氧化皮，能得到更準確的實驗數(shù)據(jù)），再磨制金相試樣（具體操作過程同第一組的過程完全一樣），觀察顯微組織。進行硬度測試；第三組： 在箱形電

55、阻爐（型號：SRJX-3-9）中加熱到950退火并保溫30min，然后隨爐冷卻；完全冷卻后，磨制金相試樣并進行組織觀察。用HXD1000TMB視屏顯示自動轉(zhuǎn)塔顯微硬度計進行硬度測試，（操作步驟：根據(jù)已經(jīng)制備好的金相試樣，進行金相顯微組織的觀察與分析；認真觀察和分析金相顯微組織的形態(tài)和基本組成，在試樣金相顯微清晰的部位中進行顯微硬度測定，并根據(jù)金相分析的結(jié)果來判斷該組織的種類和性質(zhì)，并記錄相應的顯微硬度值；第3章 實驗結(jié)果及其分析3.1 第一組實驗記錄及分析（1）金相組織(c)(b)(a)熱處理前金相組織 圖3.1（a）母材組織（125） （b）過渡區(qū)組織（125） （c)堆焊層組織（500）圖3.1（a）為焊后未經(jīng)熱處理母材的金相組織。其組成主要為鐵素體（白色），還有少量的珠光體（黑色）。由于所選用的母材是低碳鋼，其含碳量很低，組織是由大部分鐵素體和少部分珠光體組成。隨著向堆焊層靠近，由于焊條藥皮過渡，堆焊層碳含量逐漸增多，則珠光體的含量越來越多，而鐵素體的含量不斷減少。如圖3.1（b）所示，圖中的顏色變化可以證明這一點。圖3.1（c）所