本帖最后由 twq19810302 于 2023-6-14 14:13 編輯 5 L$ _8 N6 [/ n' F! M$ g
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什么是再熱裂紋？
$ c8 v2 G" f) Z' v 有再熱裂紋傾向的材料有哪些？
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01定義
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對于某些含有沉淀強化元素的高強鋼和高溫合金（包括低合金高強鋼、珠光體耐熱鋼、沉淀強化的高溫合金，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“消除應力處理裂紋”。有些焊接結構是在一定溫度條件下工作，如在500~600℃長期工作時也會產生裂紋。在工程上常把上述兩種情況下產生的裂紋（消除應力過程和服役過程），統(tǒng)稱為“再熱裂紋”。
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02主要特征9 t- Z; N% t; F# e4 g
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1）都是發(fā)生在焊接熱影響區(qū)的粗晶部位并呈晶間開裂。% ]3 G* C$ J. [# U; ]
2）進行消除應力處理之前焊接區(qū)存在較大的殘余應力并有不同程度的應力集中。 ~; z' ]# |) M r; v0 P) S8 J
3）產生再熱裂紋存在一個最敏感的溫度區(qū)間，這個區(qū)間與再熱溫度及再熱時間有關，并隨材料的不同而變化。% Q2 [. L1 m( F6 Y3 t
4）含有一定沉淀強化元素的金屬材料才具有產生再熱裂紋的敏感性，碳素鋼和固溶強化的金屬材料一般都不產生再熱裂紋。; R4 C4 i1 U/ a6 o) L0 z
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03再熱裂紋產生的機理及成因分析& n! V9 q2 n2 n+ [$ l( }
9 ?: [/ c; N P" B1 H. ~+ g根據(jù)掃描電鏡以及高溫金相顯微鏡下觀察，確認再熱裂紋是由于晶界的優(yōu)先滑動而導致金屬材料或合金的微裂形核而產生的，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卻發(fā)生了強化。但是，對于再熱裂紋產生的機理，一直存在著兩種不同的看法，一種認為晶界弱化是其主要原因；而另一種則認為晶內強化是其主要成因。這也就是現(xiàn)有的晶界雜質析集弱化學說和晶內二次強化學說。) T1 S9 l9 g3 A4 i% C2 n0 j4 n
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04再熱裂紋產生的幾種解釋
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1 晶界雜質析集弱化作用* c+ O( A" m4 a# {/ c
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對一些低合金高強鋼產生再熱裂紋的測試中發(fā)現(xiàn)，鋼材中的雜質在晶界析集而導致其脆化，這種現(xiàn)象對于再熱裂紋的產生有著重要的影響。: X: G' j% L/ z0 H: F8 Y
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2 晶內沉淀強化作用
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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，在焊后冷卻進不能充分析出，而在二次加熱再熱處理過程中，由晶內析出這些碳、氮化物及沉淀相，從而晶內強化，這時，應力松弛所產生的變形就集中于晶界，當晶界在塑性不足時，就會產生再熱裂紋。0 c$ y Y# ^ H( W. m5 v
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3 蠕變斷裂理論6 C, @1 L5 n; T0 Y
! [: y1 ]# M5 l( U# s再熱過程中隨著應力松弛，伴隨有蠕變現(xiàn)象。: s# g6 x' _8 q
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05再熱裂紋的影響因素及其防治
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影響再熱裂紋的主要因素是鋼種的化學成分（直接影響粗晶區(qū)的塑性）和焊接區(qū)的殘余應力（特別是應力集中部位）。
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+ {/ l& e0 C/ H1.冶金因素1 ?, D# B( Y* K4 |/ j
; Y* v, l6 D) w, o9 p; Q/ P- j2 v, h1）化學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)式進行評價。
# b) U( |: P! e4 o2）鋼的晶粒度對再熱裂紋影響是明顯的，晶粒度越大，越容易產生再熱裂紋。: h$ O. ^1 y% N; {* M4 H4 l
3）焊接接頭不同部位和缺口效應對再熱裂紋的影響也有不同。; J( w. p/ J6 t* A
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2.焊接工藝因素5 Z# R: M* ~2 g# G7 k! W
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1）焊接方法的影響
! s; D8 O2 }; k) a8 m; [大的焊接線能量會使過熱區(qū)的晶粒粗大，對于一些晶粒長大敏感的鋼種，埋弧焊時再熱裂紋的敏感性比手工電弧焊時大。但對一些淬硬傾向較大的鋼種，手弧焊反而比埋弧焊時的再熱裂紋傾向大。5 r9 M% y# B; v
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! `% g" \6 M9 X( H" u3 I2）預熱及后熱的影響! w: x' S( c" U1 D" g% R( ^) G3 o8 V1 @
防止再熱裂紋，必須采用更高的預熱溫度或配合后熱才能有效。8 A1 C' y' `0 ]: N9 V C5 w! f
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3.選用低匹配的焊接材料( L) l/ J+ d0 k# @
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, g) P% Z0 P7 x0 S' S, ?* s, v' q4.降低殘余應力和避免應力集中# k5 y" p7 ?6 f7 Q
4 J8 Q9 b+ b0 x( v06有再熱裂紋傾向的材料
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15MnVR、15MnNbR、18MnMoNbR、13MnMoNbR、07MnCrMoVR、07MnNiMoVDR和日本的CF-62系列鋼。% z. a2 A- K ~3 j9 _2 U! h
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小結
4 N1 N* L" ]- F+ k3 o由于再熱裂紋不是在焊接過程產生，而是在熱處理或運行時產生，使再熱裂紋有一定的隱蔽性，而使由再熱裂紋所引發(fā)的事故具有不可預見性，進而會造成更大的損失。所以必須在壓力容器的前期設計、制造、檢測等各環(huán)節(jié)預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生。在制造過程中，通過采用合理的方法，完全消除和預防再熱裂紋的產生是可能的。
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