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標(biāo)題: 有再熱裂紋傾向的材料有哪些？ [打印本頁]
作者: twq19810302    時(shí)間: 2023-6-14 14:11
標(biāo)題: 有再熱裂紋傾向的材料有哪些？
本帖最后由 twq19810302 于 2023-6-14 14:13 編輯
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$ _. Q. J( {. b* ~  J" ]
什么是再熱裂紋？: c1 A2 t# I7 s6 U4 g3 h
有再熱裂紋傾向的材料有哪些？7 ]( Y! |$ w% ]- j  i; y

( Z+ h0 ^/ B3 S  B& s7 N01定義+ A+ d7 ~+ @* d; A9 m

7 h( S" [0 Q, S0 d' J對于某些含有沉淀強(qiáng)化元素的高強(qiáng)鋼和高溫合金（包括低合金高強(qiáng)鋼、珠光體耐熱鋼、沉淀強(qiáng)化的高溫合金，以及某些奧氏體不銹鋼），在焊后并未發(fā)出裂紋，而在熱處理過程中出現(xiàn)了裂紋，這種裂紋稱為“消除應(yīng)力處理裂紋”。有些焊接結(jié)構(gòu)是在一定溫度條件下工作，如在500~600℃長期工作時(shí)也會(huì)產(chǎn)生裂紋。在工程上常把上述兩種情況下產(chǎn)生的裂紋（消除應(yīng)力過程和服役過程），統(tǒng)稱為“再熱裂紋”。. }: O6 a0 C6 M9 K* C! g
: k; e" M7 s: v9 S3 |5 c: T" B! [
02主要特征
: V+ e  {# t; I- H: _
% L5 q& W# F# t& S8 R- I) @* m1）都是發(fā)生在焊接熱影響區(qū)的粗晶部位并呈晶間開裂。
! ^' _: v' s8 r! n  G2）進(jìn)行消除應(yīng)力處理之前焊接區(qū)存在較大的殘余應(yīng)力并有不同程度的應(yīng)力集中。
6 v2 E( D% ~% U. y: Y3）產(chǎn)生再熱裂紋存在一個(gè)最敏感的溫度區(qū)間，這個(gè)區(qū)間與再熱溫度及再熱時(shí)間有關(guān)，并隨材料的不同而變化。# v2 j- e" y8 C
4）含有一定沉淀強(qiáng)化元素的金屬材料才具有產(chǎn)生再熱裂紋的敏感性，碳素鋼和固溶強(qiáng)化的金屬材料一般都不產(chǎn)生再熱裂紋。# D; m+ O6 E5 f; l  W- X
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03再熱裂紋產(chǎn)生的機(jī)理及成因分析
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" Z$ t! E4 n+ U3 a2 j根據(jù)掃描電鏡以及高溫金相顯微鏡下觀察，確認(rèn)再熱裂紋是由于晶界的優(yōu)先滑動(dòng)而導(dǎo)致金屬材料或合金的微裂形核而產(chǎn)生的，也就是在焊后熱處理中，材料的晶界發(fā)生弱化而相對的其晶內(nèi)卻發(fā)生了強(qiáng)化。但是，對于再熱裂紋產(chǎn)生的機(jī)理，一直存在著兩種不同的看法，一種認(rèn)為晶界弱化是其主要原因；而另一種則認(rèn)為晶內(nèi)強(qiáng)化是其主要成因。這也就是現(xiàn)有的晶界雜質(zhì)析集弱化學(xué)說和晶內(nèi)二次強(qiáng)化學(xué)說。
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5 H; c9 B7 P5 I( E9 C04再熱裂紋產(chǎn)生的幾種解釋
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% g# W& z: [- R3 o: X1 晶界雜質(zhì)析集弱化作用
# r1 ^9 z8 o0 f5 x1 i' g. q; U. J# J+ u4 B) K
對一些低合金高強(qiáng)鋼產(chǎn)生再熱裂紋的測試中發(fā)現(xiàn)，鋼材中的雜質(zhì)在晶界析集而導(dǎo)致其脆化，這種現(xiàn)象對于再熱裂紋的產(chǎn)生有著重要的影響。
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, }3 b+ |0 }# ]2 晶內(nèi)沉淀強(qiáng)化作用
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7 f; D. M# |- s鉻、鉬、釩、鈮等元素的碳化物、氮化物，以及鎳基合金的沉淀相，在一次焊接熱作用下因受熱而固溶，在焊后冷卻進(jìn)不能充分析出，而在二次加熱再熱處理過程中，由晶內(nèi)析出這些碳、氮化物及沉淀相，從而晶內(nèi)強(qiáng)化，這時(shí)，應(yīng)力松弛所產(chǎn)生的變形就集中于晶界，當(dāng)晶界在塑性不足時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生再熱裂紋。) M. S0 E9 W% S8 Z# x5 n5 X2 p
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3 蠕變斷裂理論
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& _5 q; e& _% U( H再熱過程中隨著應(yīng)力松弛，伴隨有蠕變現(xiàn)象。
0 X, p+ b- e, o" R% S1 M# V
; n" X' f) L9 A9 L! T1 d! {05再熱裂紋的影響因素及其防治
# a$ b3 {, r" @2 M( X' g* }$ a" B: \4 Q+ }+ }) {
影響再熱裂紋的主要因素是鋼種的化學(xué)成分（直接影響粗晶區(qū)的塑性）和焊接區(qū)的殘余應(yīng)力（特別是應(yīng)力集中部位）。
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6 B* L( t# A( ]$ P9 y1.冶金因素( v$ u! P0 u+ c! i1 V6 @& a. J" s

) ^' U+ Q, Q1 i$ C  U! k) u: \1）化學(xué)成分對再熱裂紋的影響隨鋼種的不同而差異可根據(jù)再熱裂紋敏感性判據(jù)式進(jìn)行評價(jià)。
5 I: \3 F, {4 O0 V- ^2）鋼的晶粒度對再熱裂紋影響是明顯的，晶粒度越大，越容易產(chǎn)生再熱裂紋。7 P: n: O: s. C# S
3）焊接接頭不同部位和缺口效應(yīng)對再熱裂紋的影響也有不同。8 T4 ?6 ^3 C% {) W+ B& D$ [

! |2 N. E8 O: }, G3 C5 A" G3 f& S2.焊接工藝因素1 u- `$ e' D8 f1 q

' m" J% `4 f- F3 C& w. f7 l3 `1）焊接方法的影響- ?) |8 y9 Z0 I* O
大的焊接線能量會(huì)使過熱區(qū)的晶粒粗大，對于一些晶粒長大敏感的鋼種，埋弧焊時(shí)再熱裂紋的敏感性比手工電弧焊時(shí)大。但對一些淬硬傾向較大的鋼種，手弧焊反而比埋弧焊時(shí)的再熱裂紋傾向大。
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) Q" `- z! u- c, `: R: }9 {% f1 ?/ ^, \6 x( S' @
2）預(yù)熱及后熱的影響
0 i( r5 X7 b) j防止再熱裂紋，必須采用更高的預(yù)熱溫度或配合后熱才能有效。; p# `5 Q% _" R. F/ Z
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3.選用低匹配的焊接材料
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. x) L) M  }8 X( p1 c7 w) {4 D' ~! z4 ?! j4 ]. }) A9 M; a
4.降低殘余應(yīng)力和避免應(yīng)力集中8 S( c8 |6 ^+ v) c0 o, w
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06有再熱裂紋傾向的材料2 r; Q' \- z) o
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15MnVR、15MnNbR、18MnMoNbR、13MnMoNbR、07MnCrMoVR、07MnNiMoVDR和日本的CF-62系列鋼。
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小結(jié)
$ L/ w6 J2 `0 V$ }& P由于再熱裂紋不是在焊接過程產(chǎn)生，而是在熱處理或運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生，使再熱裂紋有一定的隱蔽性，而使由再熱裂紋所引發(fā)的事故具有不可預(yù)見性，進(jìn)而會(huì)造成更大的損失。所以必須在壓力容器的前期設(shè)計(jì)、制造、檢測等各環(huán)節(jié)預(yù)先考慮到再熱裂紋出現(xiàn)的可能，從而選擇合理的方案避免再熱裂紋的產(chǎn)生。在制造過程中，通過采用合理的方法，完全消除和預(yù)防再熱裂紋的產(chǎn)生是可能的。
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