高鉻焊絲的一次結(jié)晶組織是指焊縫金屬從液態(tài)凝固結(jié)成固態(tài)時(shí)形成的組織。這種結(jié)晶組織的特點(diǎn)對(duì)高鉻焊絲焊縫的力學(xué)性能,特別是沖擊韌度以及熱裂傾向有著重大的影響。未經(jīng)熱處理的高鉻焊絲焊縫一次結(jié)晶組織的特點(diǎn):
(1)聯(lián)生結(jié)晶長大
焊縫初次結(jié)晶的晶粒與熔合線附近母材的晶粒相連接。也就是說,高鉻焊絲的焊縫金屬凝固時(shí),晶粒是以下列方式形成的,液態(tài)金屬以與其相接觸的母材固態(tài)晶粒為晶核而結(jié)晶長大,并聯(lián)生成一個(gè)完整的晶體。
(2)柱狀晶
焊接熔池的快速冷卻促使了快速結(jié)晶而形成方向性很明顯的柱狀晶體。這種晶體的尺寸較大,其增長方向與散熱方向平行。
(3)等軸晶
當(dāng)焊接熔池的體積較大、冷卻速度較低的條件下,焊接熔池的中心部位由于各方向的冷卻速度大致相同,使晶體朝多方向成長而形成所謂的等軸晶體。高鉻焊絲在電渣焊焊縫中,由于具備了上述結(jié)晶條件,在其中心部位,常可觀察到這種等軸晶體。
(4)初次結(jié)晶的顯微偏析
焊接熔池的快速凝固必然造成不平衡的結(jié)晶條件,并導(dǎo)致初次結(jié)晶中化學(xué)元素的顯微偏析。這是因?yàn)樵诮Y(jié)晶過程中,總是純度較高的液態(tài)金屬由于熔點(diǎn)較高而首先結(jié)晶,隨著晶體主干的形成和長大,富集雜質(zhì)元素的液體金屬,由于熔點(diǎn)較低被正在成長的晶體排擠到相鄰晶體之間或相對(duì)成長的二排晶體之間。低熔點(diǎn)相最終在這些部位凝固,并在柱狀晶體的相交處形成脆弱面。這在很大程度上降低了高鉻焊絲焊縫的力學(xué)性能,并為焊縫金屬的顯微裂紋和宏觀裂紋提供了形成的條件。