管線鋼焊縫中夾雜物金相分析圖像顯微鏡
針狀鐵素體
如前所述，針狀鐵素體(Acicular Ferrite，簡(jiǎn)寫(xiě)為AF)是在冷卻過(guò)程
中，在稍高于上貝氏體溫度范圍通過(guò)切變相變和擴(kuò)散相變形成的具有高
密度位錯(cuò)的非等軸鐵素體。在焊縫金屬的組織中，當(dāng)使用針狀鐵素體這
一術(shù)語(yǔ)時(shí)，人們更傾向于強(qiáng)調(diào)它的非平行的、伸長(zhǎng)的、多位向析出的針
片狀形態(tài)。在光學(xué)顯微鏡下，這種針狀鐵素體表現(xiàn)為具有一定長(zhǎng)寬比(一
般認(rèn)為，長(zhǎng)寬比小于1／4)的鐵素體片相互交錯(cuò)，宛如筐籃的編織結(jié)構(gòu)。
由于針狀鐵素體與魏氏組織鐵素體的形成溫度不同，盡管它們的轉(zhuǎn)
變機(jī)理相同，都是通過(guò)切變生成，而且在形態(tài)上時(shí)而相似，然而魏氏組
織鐵素體針片狀較大，與魏氏鐵素體共存的是珠光體和先共析鐵素體。
因此，在焊接金屬中，魏氏組織的出現(xiàn)有損于韌性，而針狀鐵素體是焊
縫的韌性相。
針狀鐵素體是管線鋼焊縫組織中經(jīng)�？梢�(jiàn)的組織形態(tài)，這不僅是因
為焊縫具有形成中溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的冷卻條件，而且還因?yàn)楹缚p中難以避免
的夾雜物對(duì)針狀鐵素體的形成有著重要的促進(jìn)作用。
焊縫中夾雜物誘發(fā)形核曾以多種機(jī)制進(jìn)行解釋。一般認(rèn)為，由于形
核夾雜物與針狀鐵素體核心有著一致的位向關(guān)系。這種小的晶粒錯(cuò)配度
可使界面能減小，從而促進(jìn)了針狀鐵素體的形核。也有人認(rèn)為在焊接冷
卻過(guò)程中母相與夾雜物收縮系數(shù)不同所造成的應(yīng)力場(chǎng)是針狀鐵素體形核
的導(dǎo)因。近期的研究表明，夾雜物作為一種高能量表面降低了針狀鐵素
體形核的能壘，從而促進(jìn)了鐵素體的形成。同時(shí)，由于夾雜物經(jīng)常是多
相的，因此在一個(gè)夾雜物上可能有多個(gè)高表面能的區(qū)域，于是經(jīng)�？捎^
察到多個(gè)針狀鐵素體在同一夾雜物上的多維形核現(xiàn)象。另外，當(dāng)一片針
狀鐵素體以?shī)A雜物為初始核心先期形核后，又可誘發(fā)出大量互相穿插交
錯(cuò)的針狀鐵素體�？梢�(jiàn)，焊縫中以這種方式形成的針狀鐵素體往往是呈
細(xì)小而多方位分布
除了以上討論的各類(lèi)“鐵素體”之外，管線鋼焊縫組織中還可能出
現(xiàn)上貝氏體、下貝氏體和馬氏體等，這些組織與母材中出現(xiàn)的同類(lèi)組織
沒(méi)有區(qū)別。
