管线钢焊缝中夹杂物金相分析图像显微镜
针状铁素体
如前所述，针状铁素体(Acicular Ferrite，简写为AF)是在冷却过程
中，在稍高于上贝氏体温度范围通过切变相变和扩散相变形成的具有高
密度位错的非等轴铁素体。在焊缝金属的组织中，当使用针状铁素体这
一术语时，人们更倾向于强调它的非平行的、伸长的、多位向析出的针
片状形态。在光学显微镜下，这种针状铁素体表现为具有一定长宽比(一
般认为，长宽比小于1／4)的铁素体片相互交错，宛如筐篮的编织结构。
由于针状铁素体与魏氏组织铁素体的形成温度不同，尽管它们的转
变机理相同，都是通过切变生成，而且在形态上时而相似，然而魏氏组
织铁素体针片状较大，与魏氏铁素体共存的是珠光体和先共析铁素体。
因此，在焊接金属中，魏氏组织的出现有损于韧性，而针状铁素体是焊
缝的韧性相。
针状铁素体是管线钢焊缝组织中经常可见的组织形态，这不仅是因
为焊缝具有形成中温转变产物的冷却条件，而且还因为焊缝中难以避免
的夹杂物对针状铁素体的形成有着重要的促进作用。
焊缝中夹杂物诱发形核曾以多种机制进行解释。一般认为，由于形
核夹杂物与针状铁素体核心有着一致的位向关系。这种小的晶粒错配度
可使界面能减小，从而促进了针状铁素体的形核。也有人认为在焊接冷
却过程中母相与夹杂物收缩系数不同所造成的应力场是针状铁素体形核
的导因。近期的研究表明，夹杂物作为一种高能量表面降低了针状铁素
体形核的能垒，从而促进了铁素体的形成。同时，由于夹杂物经常是多
相的，因此在一个夹杂物上可能有多个高表面能的区域，于是经常可观
察到多个针状铁素体在同一夹杂物上的多维形核现象。另外，当一片针
状铁素体以夹杂物为初始核心先期形核后，又可诱发出大量互相穿插交
错的针状铁素体。可见，焊缝中以这种方式形成的针状铁素体往往是呈
细小而多方位分布
除了以上讨论的各类“铁素体”之外，管线钢焊缝组织中还可能出
现上贝氏体、下贝氏体和马氏体等，这些组织与母材中出现的同类组织
没有区别。
