织和性能？它有什么优缺点？
答：影响焊接HAZ最大硬度Hmax的因素是含碳量、合金元素及冷却条件等，Hmax 越大，则热影响区的淬硬倾向越大，韧性越低，抗裂能力低。 6、 焊接HAZ的脆化有几种？试分析其影响因素及防止措施。 答：焊接热影响区的脆化包括粗晶脆化，组织脆化以及时效脆化等。
（1）粗晶脆化：HAZ因晶粒粗大发生韧性降低的现象，晶粒越大，晶界结构越疏松，抗冲击能力越低，韧性越差。影响因素及防止措施：（a）化学成分，钢中含有碳、氮化物的形成元素，就会阻碍晶界迁移而有效的阻止晶粒长大；（b）使用高能量密度的热源，可以采用小热输入量，从而降低晶粒尺寸；
（2）组织脆化：焊接HAZ中由于出现脆硬组织而产生的脆化称之组织脆化，它包括片状M脆化及M-A组元脆化。（a）片状M脆化 ，形成于低碳调质钢、中碳钢、中碳调质钢中，冷却速度越高，片状M，越多，脆性倾向越高，提高焊接热输入，降低冷却速度，可以改善片状M脆化， 但热输入过高，导致晶粒过分长大，又会导致粗晶脆化，另外采用缓冷、预热也可以起到改善片状M脆化的作用。（b）M-A组元形成条件：低碳、低合金钢+中等冷速形成M-A组元。（焊接低碳、低合金钢时，先析出F，导致残余A的碳浓度增高，高碳A转变为高碳M+残余A，即M-A组元。）M-A组元数量越多，脆性转变温度越高，HAZ脆化越严重。 焊后低温（<250℃）或中温（450~500℃）回火可以促进M-A 分解，降低脆性；制焊接热输入+预热、缓冷，也可以提高韧性，降低脆性。
（3）时效脆化，指HAZ在AC1以下的一定温度范围内，经过一定时间的时效后导致的焊缝脆性增加的现象。（a）热应变时效脆化，原因: 200-400℃的温度范围内－－热应变→碳、氮原子聚集到位错的周围→对位错产生钉扎和阻塞作用→使材料脆化。（b）相析出时效脆化，原因： 400-600℃的区域内，快速冷却→碳、氮过饱和； 经过时效，在晶界析出碳化物和氮化物的沉淀相，阻 碍位错运动→导致脆化。
7、 碳调质钢焊接HAZ软化的机制？应该如何改善和控制？
答：焊接调质钢时，HAZ软化程度与母材焊前热处理状态有关，母材焊前调质处理的回火温度越低，则焊后软化程度越严重，大量实验证明HAZ软化中最明显的部分是在A1-A3之间，因为处于不完全淬火区的奥氏体远为达到平衡，
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铁素体和碳化物物也未充分溶解，故冷却后造成该区的强度和硬度均较低，焊前母材强度越大，则焊后软化程度越大，应指出，焊接接头中，软化也只是很窄的一层，并处于强体间，变力时会产生应变强化的效应。
改善措施：适当提高焊前调制处理的回火温度，可一定程度的改善软化现象，另外，采用不同的焊接方法和控制线性能量也会影响软化。
第五章 焊接裂纹
1、简述焊接裂纹的种类及其特征和产生的原因。 答：按产生裂纹的本质来分，焊接裂纹可分为五大类：
（1）热裂纹，踏实在高温下产生的，特征是沿原奥氏体晶界开裂。热裂纹又
分为结晶裂纹、液化裂纹和多边化裂纹等三类。
（2）再热裂纹，厚板焊接结构，并采用含有某些沉淀强化合金元素的钢材，
在进行消除应力热处理或在一定温度下服役的过程中，在焊接热影响区粗晶部位发生的裂纹称为再热裂纹。多发生的低合金高强钢、珠光体耐热钢、奥氏体不锈钢和某些镍基合金的焊接热影响区粗晶部位。再热裂纹的敏感温度，视钢种的不同约550～650℃。
（3）冷裂纹，它是焊后冷至较低温度下产生的，主要发生在低合金钢、中合金钢、中碳和高碳钢的焊接热影响区。冷裂纹按被焊钢种和结构的不同又分为延迟裂纹、淬火裂纹和低塑性脆化裂纹。
（4）层状撕裂，轧制钢材的内部存在不同程度的分层夹杂物；在焊接时产生
的垂直轧制方向的应力，致使热影响区附近或稍近的地方产生呈“台阶”形的层状开裂，并可穿晶扩展。它属于低温开裂，一般低合金钢，撕裂的温度不超过400℃；常发生在厚壁结构的T型接头、十字接头和角接头，是一种难以修复的失效类型。
（5）应力腐蚀裂纹，是容器、管道等在腐蚀介质和拉伸应力的共同作用下（包
括工作应力和残余应力）产生一种延迟破坏的现象。形态如同枯干的树枝，从表面向深处发展，大多属于晶间断裂性质，少数也有穿晶断裂。从端口来看，为典型的脆性断口。
2、分析液态薄膜的成因及其对产生热裂纹的影响。
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答：在焊缝金属凝固结晶的后期，低熔点共晶被排挤在柱状晶体交遇的中心部
位，形成一种所谓“液态薄膜”，此时由于收缩而受到了拉伸应力，这时焊缝中的液态薄膜就成了薄弱地带。产生结晶裂纹的原因，在于焊缝中存在液态薄膜和在焊缝凝固过程中受到拉伸应力共同作用的结果，液态薄膜是产生结晶裂纹的内因。
3、什么是脆性温度区间？在脆性温度区间内为什么金属的塑性很低？ 答：熔池结晶进入固－液阶段后，由于液态金属少，在拉伸应力作用下所产生的微小缝隙都无法填充，只要稍有拉伸应力存在就有产生裂纹的可能，故把这个阶段叫做“脆性温度区”。
在脆性温度区间内，焊缝金属抵抗结晶裂纹的能力较弱，所以在此阶段
焊缝金属稍有变形就易产生裂纹，所以金属的塑性很低。
4、液化裂纹和多边化裂纹在本质上有何区别？在防止措施上有何不同？ 答：（1） 液化裂纹：近缝区或多层焊的层间部位，在焊接热循环峰值温度的作
用下，由于被焊金属含有较多的低熔共晶而被重新熔化，在拉伸应力的作用下沿奥氏体晶界发生开裂。多边化裂纹：焊接时焊缝或近缝区在固相线稍下的高温区间，由于刚凝固的金属中存在很多晶格缺陷及严重的物理和化学不均匀性，在一定的温度和应力作用下，由于这些晶格缺陷的迁移和聚集，便形成了二次边界，即所谓“多边化边界”，这种多边化的边界，一般情况下并不与凝固晶界重合，在凝固后的冷却过程中，由于热塑性降低，导致沿多边化的边界产生裂纹，故称多边化裂纹。
（2）液化裂纹的防止措施：应从冶金和工艺两方面入手，特别是对冶金方面，
尽可能降低母材金属中硫、磷、硅、硼等低熔共晶组成元素含量十分有效。 多边化裂纹的防止措施：向焊缝加入提高多边化激化能的元素，可有效防止多边化过程。
5、试述焊接冷裂纹的特征及其影响因素。 答：焊接冷裂纹的特征：
冷裂纹的起源多发生在具有缺口效应的焊接热影响区或有物理化学不均匀的氢聚集的局部地带。有时沿晶界扩散断裂，有时是穿断裂。冷裂纹主要发生在焊缝金属中。
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影响因素：
1）钢种化学成分的影响，钢种的碳含量越高，淬硬倾向越大，即增大冷裂
纹的敏感性； 2）拘束应力的影响； 3）氢的有害影响；
4）焊接工艺对冷裂纹的影响，包括焊接线能量、预热、焊后后热、多层焊的影响。
6、为什么预热有防止冷裂纹的作用？
答：大量的生产时间和理论研究证明，钢种的淬硬倾向、焊接接头含氢量及其分布，以及接头所承受的拘束应力状态是高强钢焊接时产生冷裂的三大主要因素。焊接条件下，近缝区的加热温度很高，使奥氏体晶粒发生严重长大，当快速冷却时，粗大奥氏体将转变为粗大马氏体。焊接接头有马氏体存在时，裂纹易于形成和扩展，而且在冷却速度很快的情况下，氢不易从焊缝中逸出，则接头的敏感性就越大。再加上不均匀加热及冷却过程中所产生的热应力及其他应力的影响从而导致焊缝产生冷裂纹。而预热可减小焊缝的冷却速度，从而减少粗大马氏体的数量和扩散氢含量，而且有利于消除应力的影响，所以预热可以防止冷裂纹的产生。
7、简述再热裂纹的主要特征和产生再热裂纹的机理。 答：主要特征：
1）再热裂纹都是发生在焊接热影响区的粗晶部位并呈现晶间开裂；
2）进行消除应力处理之前焊接区存在较大的残余应力并有不同程度的应力集中，残余应力与应力集中必须同时存在，否则不会产生再热裂纹。应力集中系数K越大，产生再热裂纹所需的临界应力?cr越小；
3）产生再热裂纹存在一个最敏感的温度区间，这个区间与再热温度及再热时间有关，随材料的不同而变化；
4）一定沉淀强化元素的金属材料才具有产生再热裂纹的敏感性。 产生机理：
焊后在热处理时，残余应力松弛过程中，粗晶区应力集中部位的晶界滑动变形量超过了该部位的塑性变形能力，就会产生再热裂纹。理论上产生再热
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裂纹的 条件可用下式表达：e?ec，e——粗晶区局部晶界的实际塑性变形量；ec——粗晶区局部晶界的塑性变形能力，即再热裂纹的临界塑性变形量。 8、试述产生层状撕裂的原因？
答：产生层状撕裂的原因：造成层状撕裂的根本原因在于钢材中存在较多的夹
杂物，而在轧制过程中，轧成平行于轧制方向的带状夹杂物，这就造成了钢材力学性能的各向异性。
9、试从形成条件，形貌特征方面分析热裂纹和冷裂纹的异同？ 答：
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