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【技術交流】-【金相】金相學基礎--魏氏體

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魏氏體組織(widmanstatten structure)

魏氏體定義：先共析相沿過飽和母相的特定晶面析出，在母相中呈片狀或針狀特征分布的組織。

焊接熱影響區中的過熱區，由于奧氏體晶粒長得非常粗大，這種粗大的奧氏體在較快的冷卻速度下會形成一種特殊的過熱組織，其組織特征為在一個粗大的奧氏體晶粒內會形成許多平行的鐵素體(滲碳體)針片，在鐵素體針片之間的剩余奧氏體最后轉變為珠光體，這種過熱組織稱為鐵素體(滲碳體)魏氏組織。

簡單說來，就是在奧氏體晶粒較粗大，冷卻速度適宜時，鋼中的先共析相以針片狀形態與片狀珠光體混合存在的復相組織。

魏氏組織不僅晶粒粗大，而且由于大量鐵素體針片形成的脆弱面，使金屬的韌性急劇下降，這是不易淬火鋼焊接接頭變脆的一個主要原因。

理論產生

片狀的共格沉淀相通常是在基體的一定晶面析出（叫沉淀的慣析面），以維持共格，因為在晶體內晶面成幾組方向不同地平行排列，所以沉淀相也就是幾組平行排列，成為魏氏組織。

過熱的中碳鋼或低碳鋼在較快的冷卻速度下容易產生魏氏組織。

特點

在亞共析鋼中常見的魏氏組織呈羽毛狀，有呈等邊三角形的，有鐵素體相互垂直的，也有混合型的魏氏組織。

特點影響

過共析鋼，在一定冷卻條件下，滲碳體沿奧氏體一定晶面析出，也能形成魏氏組織。魏氏組織的存在如果伴隨晶粒粗大，則使鋼的力學性能下降，尤以沖擊性能下降為甚。

一、什么是魏氏體組織?

含碳低于0.6%的碳鋼或低合金鋼，在奧氏體晶粒較粗和冷速適中的條件下，先共析鐵素體呈片狀或粗大羽毛狀，與原奧氏體有一定位向關系，這種組織稱為魏氏體組織。

二、亞共析鍛鋼中魏氏體組織產生的原因

1、亞共析鍛鋼在遠高于A3溫度長時間加熱會導致實際晶粒度的粗大，在過熱鋼中經常發現按切變機制形成的鐵素體，在高溫碳擴散轉移條件下，發生鐵素體--魏氏體組織實際晶粒度的劇烈粗化，從而形成嚴重的魏氏體組織。

2、魏氏體組織的形成有時與加熱溫度關系不大，而取決于奧氏體化后的冷卻速度。因此，在低合金鋼的鍛造過程中，即使始鍛、終鍛溫度合適，如鍛后冷卻不規范，也有可能形成魏氏體組織。

3、低合金鋼的鍛造加熱一般在氧化性氣氛中進行，如發生過燒現象，也形成嚴重的魏氏體組織，過燒組織在隨后的熱處理過程中是無法修復的。

三、魏氏體組織鐵素體對鋼件性能的影響

關于魏氏體組織鐵素體的作用眾說不一。多數認為魏氏體組織鐵素體降低亞共析鋼的塑韌性，尤其降低鋼的沖擊韌度，但也有許多相反的試驗結果和觀點，即只要保證鋼的奧氏體晶粒度與其它條件相同，魏氏體組織不僅不降低而且能夠改善鋼的沖擊韌度和塑性。

四、魏氏體組織的遺傳性及消除方法

魏氏體組織的鋼件重新奧氏化時，以慢速加熱到常規的淬火溫度，甚至再低一些，其奧氏體晶粒仍然是粗大的，這種現象稱為組織遺傳性。要消除魏氏體組織的遺傳性，可采用中間退火或多次高溫回火處理。

五、關于魏氏體組織的爭論

關于魏氏體組織的形成機理、形成動力學、組織性能、組織遺傳、消除方法，在學界一直存在較多的爭論，因而學術文獻較少涉及。多數認為魏氏體組織對機械性能是有害的，但對不同的材料、不同的處理方法、不同的晶粒度，不可一概而論，而應通過反復做機械性能實驗來判斷其性能優劣。

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