【技术交流】-【金相】金相学基础--魏氏体

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魏氏体组织(widmanstatten structure)

魏氏体定义：先共析相沿过饱和母相的特定晶面析出，在母相中呈片状或针状特征分布的组织。

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(渗碳体)针片，在铁素体针片之间的剩余奥氏体最后转变为珠光体，这种过热组织称为铁素体(渗碳体)魏氏组织。

简单说来，就是在奥氏体晶粒较粗大，冷却速度适宜时，钢中的先共析相以针片状形态与片状珠光体混合存在的复相组织。

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。

理论产生

片状的共格沉淀相通常是在基体的一定晶面析出（叫沉淀的惯析面），以维持共格，因为在晶体内晶面成几组方向不同地平行排列，所以沉淀相也就是几组平行排列，成为魏氏组织。

过热的中碳钢或低碳钢在较快的冷却速度下容易产生魏氏组织。

特点

在亚共析钢中常见的魏氏组织呈羽毛状，有呈等边三角形的，有铁素体相互垂直的，也有混合型的魏氏组织。

特点影响

过共析钢，在一定冷却条件下，渗碳体沿奥氏体一定晶面析出，也能形成魏氏组织。魏氏组织的存在如果伴随晶粒粗大，则使钢的力学性能下降，尤以冲击性能下降为甚。

一、什么是魏氏体组织?

含碳低于0.6%的碳钢或低合金钢，在奥氏体晶粒较粗和冷速适中的条件下，先共析铁素体呈片状或粗大羽毛状，与原奥氏体有一定位向关系，这种组织称为魏氏体组织。

二、亚共析锻钢中魏氏体组织产生的原因

1、亚共析锻钢在远高于A3温度长时间加热会导致实际晶粒度的粗大，在过热钢中经常发现按切变机制形成的铁素体，在高温碳扩散转移条件下，发生铁素体--魏氏体组织实际晶粒度的剧烈粗化，从而形成严重的魏氏体组织。

2、魏氏体组织的形成有时与加热温度关系不大，而取决于奥氏体化后的冷却速度。因此，在低合金钢的锻造过程中，即使始锻、终锻温度合适，如锻后冷却不规范，也有可能形成魏氏体组织。

3、低合金钢的锻造加热一般在氧化性气氛中进行，如发生过烧现象，也形成严重的魏氏体组织，过烧组织在随后的热处理过程中是无法修复的。

三、魏氏体组织铁素体对钢件性能的影响

关于魏氏体组织铁素体的作用众说不一。多数认为魏氏体组织铁素体降低亚共析钢的塑韧性，尤其降低钢的冲击韧度，但也有许多相反的试验结果和观点，即只要保证钢的奥氏体晶粒度与其它条件相同，魏氏体组织不仅不降低而且能够改善钢的冲击韧度和塑性。

四、魏氏体组织的遗传性及消除方法

魏氏体组织的钢件重新奥氏化时，以慢速加热到常规的淬火温度，甚至再低一些，其奥氏体晶粒仍然是粗大的，这种现象称为组织遗传性。要消除魏氏体组织的遗传性，可采用中间退火或多次高温回火处理。

五、关于魏氏体组织的争论

关于魏氏体组织的形成机理、形成动力学、组织性能、组织遗传、消除方法，在学界一直存在较多的争论，因而学术文献较少涉及。多数认为魏氏体组织对机械性能是有害的，但对不同的材料、不同的处理方法、不同的晶粒度，不可一概而论，而应通过反复做机械性能实验来判断其性能优劣。

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弘测