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，簡寫為AF)是在冷卻過程
中，在稍高于上貝氏體溫度范圍通過切變相變和擴散相變形成的具有高
密度位錯的非等軸鐵素體。在焊縫金屬的組織中，當使用針狀鐵素體這
一術語時，人們更傾向于強調它的非平行的、伸長的、多位向析出的針
片狀形態。在光學顯微鏡下，這種針狀鐵素體表現為具有一定長寬比(一
般認為，長寬比小于1／4)的鐵素體片相互交錯，宛如筐籃的編織結構。
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
變機理相同，都是通過切變生成，而且在形態上時而相似，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常可見的組織形態，這不僅是因
為焊縫具有形成中溫轉變產物的冷卻條件，而且還因為焊縫中難以避免
的夾雜物對針狀鐵素體的形成有著重要的促進作用。
焊縫中夾雜物誘發形核曾以多種機制進行解釋。一般認為，由于形
核夾雜物與針狀鐵素體核心有著一致的位向關系。這種小的晶粒錯配度
可使界面能減小，從而促進了針狀鐵素體的形核。也有人認為在焊接冷
卻過程中母相與夾雜物收縮系數不同所造成的應力場是針狀鐵素體形核
的導因。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，從而促進了鐵素體的形成。同時，由于夾雜物經常是多
相的，因此在一個夾雜物上可能有多個高表面能的區域，于是經�？捎^
察到多個針狀鐵素體在同一夾雜物上的多維形核現象。另外，當一片針
狀鐵素體以夾雜物為初始核心先期形核后，又可誘發出大量互相穿插交
錯的針狀鐵素體。可見，焊縫中以這種方式形成的針狀鐵素體往往是呈
細小而多方位分布
除了以上討論的各類“鐵素體”之外，管線鋼焊縫組織中還可能出
現上貝氏體、下貝氏體和馬氏體等，這些組織與母材中出現的同類組織
沒有區別。
