由上节论述可知，焊接热循环是一种快速加热，急剧冷却的过程，它对焊接热影响区的组织转变会产生强烈的影响。因此在金属热处理中常用的连续冷却转变图和等温组织转变图都不能直接借用于焊接热影响区的组织分析。为解决这一问题，利用了焊接热模拟技术和快速膨胀仪检测手段，可绘制出专用于焊接热过程和组织分析的温度-时间组织转变图，即焊接连续冷却转变图。

下面以Q420（15MnVN）低合金钢为例，详细说明焊接连续冷却转变图的结构，如图6-28所示。

完整的焊接连续冷却转变图应当具有下列必要的基本数据：钢材的牌号，实际化学成分，原始热处理状态，奥氏体晶粒度，峰值温度，相变点A₁、A₃、Ms、Mf，各相区代号F、P、B、A、M，不同冷却曲线下的HV₁₀硬度值，组织组分百分率。某些焊接连续冷却转变图还附有热影响区力学性能与冷却速度的关系曲线。

图6-27 12Cr2Mo1R低合金钢焊接热影响区的典型显微组织

图6-28 Q420（15MnVN）钢的焊接连续冷却转变图

焊接连续冷却转变图与热处理连续冷却转变图相比，存在以下主要差别：

1）最高加热温度不同。焊接连续冷却转变图的最高加热温度通常为1350℃，而热处理连续冷却转变图的最高加热温度一般为900℃。

2）加热速度和高温停留时间不同。对于电弧焊，加热到峰值温度的时间仅需几秒钟，而热处理的加热速度通常是50～150℃/h。焊接热过程的高温停留时间极短，约为1.0～5.0s，而热处理的保温时间至少为30min，最长达几十个小时。结果使焊接连续冷却组织转变曲线向较低温度位移。

3）一幅焊接连续冷却组织转变图只是某一特定峰值温度下的连续冷却转变图。它只能说明焊接热影响区相应于该峰值温度区段的相变规律。而一幅热处理连续冷却转变图则可表征整个热处理过程的相变特点。但是，对于大多数低合金钢来说，在焊接热影响区中，组织变化最剧烈的区段是加热到1300～1400℃的高温带。因此在一般情况下，只需制作1350℃的焊接连续冷却转变图就能基本表征近缝区的组织和性能。

焊接连续冷却转变图的主要工程用途是，在已知冷却速度的前提下，预测焊接热影响区的相变特点、组织组分和最终组织的HV硬度值。可从任一条冷却曲线穿过的转变区确定热影响区内的组织组成比率。例如图6-28中的冷却曲线4，冷却速度较慢。该曲线首先从奥氏体区穿过铁素体区，约在650℃开始析出铁素体（体积分数≈10％）；然后曲线穿过珠光体区，生成少量珠光体（体积分数≈2％），接着曲线穿过贝氏体区，约在590℃发生贝氏体转变，到430℃相变终了，贝氏体组织约占88％，其硬度为260HV。当焊接冷却速度较快时，例如冷却曲线12，组织转变主要在贝氏体区和马氏体区内进行。从冷却曲线与相变线的交点上可以看到，在540℃以上约有体积分数为1％的铁素体析出，在540℃开始贝氏体转变，到420℃结束，贝氏体的体积分数约为63％，然后在380～280℃之间发生马氏体转变，马氏体的体积分数约为36％。最终的热影响区组织是贝氏体＋马氏体，沿晶界析出微量先共析铁素体，其硬度为370HV。(www.daowen.com)

除此之外，在焊接工程上，焊接连续冷却转变图还有下列重要用途：

1）在研制新钢种时，可用来评定钢材的焊接性。

2）在设计焊接结构时，可用来选择适于焊接的钢种。

3）在制定焊接工艺方案时，可用来选定经济合理的焊接方法和焊接工艺。

4）在编制焊接工艺规程时，可用来确定最适宜的焊接参数，包括防止冷裂纹所要求的预热温度和热输入量。

5）在焊接参数选定后，预测焊接热影响区的各项力学性能。

图6-29和图6-30示出两种常用低合金钢的焊接连续冷却转变图，以作比较分析。在使用焊接连续冷却转变图时，必须注意到钢材的实际化学成分与焊接连续冷却转变图所列钢的成分之间的偏差，最后还必须指出，非金属夹杂物的形式、尺寸和分布都会影响到钢的组织转变过程。

图6-29 Q345（16Mn）钢的焊接连续冷却转变图

图6-30 13MnCuNi6.2（德国钢种）低合金钢的焊接连续冷却转变图