3.焊接接头冲击断口形貌分析

冲击断口主要由三个区域构成，如图5所示的纤维区、放射区以及剪切唇。首先在试样(无缺口试样)断裂的根部位置附近形成裂纹源；随后裂纹进入稳定扩展阶段，形成暗灰色的纤维区；之后进入快速失稳扩展阶段，形成白亮的放射区。放射区的特征是有放射花样，放射方向与裂纹扩展方向平行，垂商于裂纹前沿的轮廓线，并逆指向裂纹源；纤维区和放射区的交界线标志着裂纹由缓慢扩展向快速扩展的不稳定扩展转化。有些情况下断口中可在放射区与剪切区之间又出现一个二次纤维区。如果材料的韧性足够好，放射区可完全消失，只存在纤维区和剪切唇。纤维区中可看到凹凸较显著的有方向性的灰色纤维状形貌，它对应着较高的韧性值。

由图6可以看出，断口主要是韧窝断口，但在裂纹稳态扩展阶段，存在着脆性断裂。图6b是光滑的冰糖状晶界脆断断口，这是一种在几乎没出现任何微观塑性变形的情况下发生的晶界脆断，其断口棱角非常鲜明，晶面上非常平滑，为典型的冰糖状断口形貌，是吸收能量极少的最脆的一种断裂形式。此种断口的形成，一方面因晶内强度较高不易滑移，应变易集中于晶界；另一方面，晶界又由于各种原因导致脆化，不能承受塑性应变而开裂。这是由于晶界上存在脆性相薄膜造成的脆化，焊缝金属由奥氏体不锈钢组成，这种铬镍奥氏体不锈钢因晶界上的碳化物沉淀而造成断裂，这时的沉淀相薄膜不一定是连续的，当它覆盖晶界面积约50％，时就可使晶界在外力作用下断裂。这种断裂也可能是由于焊接过程中的氢脆导致的“氢致剥离”。由此可见，焊接接头主要是韧性断裂，从而进一步说明，GCr15与40CrNiMo焊接接头具有良好的焊接质量。

四、结语

(1) GCr15与40CrNiMo焊接接头冲击试验结果表明，焊接接头具有良好的冲击韧度，能够满足捣镐所受冲击载荷的要求。

(2)从GCr15与40CrNiMo焊接接头金相组织中看不到明显的焊接缺陷，焊接接头焊接质量良好，表明试验过程中所制定的焊接工艺及操作规程合理可行。

(3)从焊接接接头断口形貌分析可知，GCr15与40CrNiMo焊接接头断裂方式主要是韧性断裂。

（完）