焊接时,向焊接材料中加入一定量的合金元素(如 Mo、V、Ti、Nb)作熔池中非自发晶核的质点,使 焊缝金属晶粒细化,从而改善焊缝金属的性能。 (2)熔池中的晶核长大 熔池中形核后,以新生的晶核为核心,不断向焊缝中 成长。但是,长大的趋势各不相同,有的柱状晶体严 重长大,一直可以成长到焊缝中心,有的晶体却只成 长到半途而停止
焊接时，向焊接材料中加入一定量的合金元素（如 Mo、V、Ti、Nb）作熔池中非自发晶核的质点，使 焊缝金属晶粒细化，从而改善焊缝金属的性能。 （2）熔池中的晶核长大 熔池中形核后，以新生的晶核为核心，不断向焊缝中 成长。但是，长大的趋势各不相同，有的柱状晶体严 重长大，一直可以成长到焊缝中心，有的晶体却只成 长到半途而停止
当晶体最易长大方向与散热最快方向(或最大温 度梯度方向)相一致时,则最有利于晶粒长大,便优 先得到成长,可以一直长至熔池的中心,形成粗大的 柱装晶体。有的晶体由于取向不利于成长,与散热最 快的方向又不一致,这时晶粒成长就停止下来,如图 3-3所示,这是焊缝中柱状晶体选择长大的结果。 由于焊缝凝固是在热源不断移动的情况下进行的, 随着熔池向前推进,最大的温度梯度方向不断地改变, 因此柱状晶长大的有利方向也随之变化。一般情况下, 熔池呈椭圆状,柱状晶垂直于熔池边缘弯曲地长大
当晶体最易长大方向与散热最快方向(或最大温 度梯度方向)相一致时，则最有利于晶粒长大，便优 先得到成长，可以一直长至熔池的中心，形成粗大的 柱装晶体。有的晶体由于取向不利于成长，与散热最 快的方向又不一致，这时晶粒成长就停止下来，如图 3-3所示，这是焊缝中柱状晶体选择长大的结果。 由于焊缝凝固是在热源不断移动的情况下进行的， 随着熔池向前推进，最大的温度梯度方向不断地改变， 因此柱状晶长大的有利方向也随之变化。一般情况下， 熔池呈椭圆状，柱状晶垂直于熔池边缘弯曲地长大
结晶面 等温线 焊缝 母材 晶粒优先成长方向 图3-3焊缝中柱状晶体的选择长大
图3-3 焊缝中柱状晶体的选择长大
3熔池凝固的形态 熔池凝固形态主要有柱状晶和少量等轴晶两类。 (1)纯金属的结晶形态 晶粒的长大需要一定的过冷度。因整个液体中的凝固 点为恒定温度,故过冷度的大小取决于温度梯度G。 ①正温度梯度(G>0):液相温度高于固相温度,且 距界面越远,液相温度越高。 由于液态金属的温度高,过冷度小或为负,深入液体 金属内部的晶体成长缓慢,形成平面晶。纯金属焊缝 凝固属于这种情况
3.熔池凝固的形态 熔池凝固形态主要有柱状晶和少量等轴晶两类。 （1）纯金属的结晶形态 晶粒的长大需要一定的过冷度。因整个液体中的凝固 点为恒定温度，故过冷度的大小取决于温度梯度G。 ①正温度梯度（G>0）：液相温度高于固相温度，且 距界面越远，液相温度越高。 由于液态金属的温度高，过冷度小或为负，深入液体 金属内部的晶体成长缓慢，形成平面晶。纯金属焊缝 凝固属于这种情况
②负温度梯度(G<0):液相温度高于固相温度,且 距界面越远,液相温度越低。 由于液体内部的温度比界面低,过冷度大,因而伸 入液体金属内部的晶体成长速度很快,形成树枝状晶。 (2)固溶体合金的结晶形态 成分过冷:由于固液界面处成分起伏而造成的过冷。 合金的结晶形态受温度过冷和成分过冷的影响。因此 合金结晶时不必很大的过冷就可出现树枝晶和其他的 结晶形态
②负温度梯度（G<0）：液相温度高于固相温度，且 距界面越远，液相温度越低。 由于液体内部的温度比界面低，过冷度大，因而伸 入液体金属内部的晶体成长速度很快，形成树枝状晶。 （2）固溶体合金的结晶形态 成分过冷：由于固液界面处成分起伏而造成的过冷。 合金的结晶形态受温度过冷和成分过冷的影响。因此 合金结晶时不必很大的过冷就可出现树枝晶和其他的 结晶形态