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冷拔40Cr圆钢表面热裂纹的分类

作者:www.40cryg.cn 发布于:2019/3/2 23:46:01 点击量:

焊接热裂纹多产生于接近固相线的高温下,有沿晶界分布的特征,有时也能在低于固相线的温度下沿着“多边化边界”形成。焊接热裂纹通常产生于冷拔40Cr圆钢的焊缝金属内,也可能在焊接熔合线邻近的热影响区组织内。按裂纹产生的机理、形态和温度区间不同,冷拔40Cr圆钢的焊接热裂纹可分为:凝固裂纹,液化裂纹,多边化裂纹和失塑裂纹四种。

一、凝固裂纹

凝固裂纹又称结晶裂纹,通常产生在焊缝金属凝固过程后期的脆性温度区间。此时焊缝金属结晶接近完成,但晶粒间尚存在着很薄的液相层,塑性很低。当由冷却不均匀收缩而产生的拉伸变形超过临界值时,即沿晶界液相层开裂。这种裂纹大多起源于树枝状晶的最终汇合处,沿晶间扩展,严重时裂纹一直扩展到冷拔40Cr圆钢的焊缝表面,因而凝固裂纹断口上可发现明显的氧化色。凝固裂纹常出现在含硫、磷较多的冷拔40Cr圆钢焊缝中和单相奥氏体不锈冷拔40Cr圆钢耐热冷拔40Cr圆钢镍基合金冷拔40Cr圆钢及铝合金冷拔40Cr圆钢得到焊缝中。防止凝固裂纹发生的冶金措施有:调整成分,细化晶粒,严格控制会形成低熔点共晶的杂质元素含量,以提高冷拔40Cr圆钢在脆性温度区间的塑性,缩小脆性温度区间,并从焊接构件设计和焊接工艺上设法尽量减少在脆性温度区间的拉伸应变。

二、液化裂纹

造成冷拔40Cr圆钢表面产生液化裂纹的原因是:(1)材料的晶粒边界聚集较多的低熔点物质。(2)由于快速加热使某些金属化合物分解而来不及扩散,局部晶界产生某些合金元素的富集而达到共晶成分,使局部组织的熔点下降,冷拔40Cr圆钢在焊接热影响下促使局部晶界液化。防止液化裂纹产生的措施有:严格控制母材的杂质含量;合理选用焊接材料;制定合理的焊接工艺规范,尽量减少焊接热作用。

三、多边化裂纹

多边化裂纹形成的原因是:由于焊接冷拔40Cr圆钢的高温过热和不平衡的结晶条件,使奥氏体结晶中形成大量空位和位错,在一定温度和应力作用下排列成亚晶界—多边形化晶界,当此晶界与有害杂质富集区重合时,往往会在拉应力作用下形成多边化裂纹。防止多边化裂纹的措施有:可以在冷拔40Cr圆钢加入可提高多边化激活能的合金元素,如在镍一铬基单相奥氏体金属中加入适量的钨、铝或担等元素,使多边形化晶界来不及形成,可以有效地避免产生多边化裂纹;同时还应减少冷拔40Cr圆钢的焊接过热和焊接应力。

四、失塑裂纹

失塑裂纹又称高温低塑性裂纹。在焊接热影响区或多层焊的前一焊道上,因焊接热循环的作用致使塑性陡降,在拉伸应力下沿二次结晶晶界形成的热裂纹。其裂纹敏感温度区域略低于再结晶温度。多数发生在奥氏体冷拔40Cr圆钢和合金及少数高强度冷拔40Cr圆钢的焊接接头中。其裂纹产生条件有些类同于多边化裂纹,但其裂纹形成机制和裂纹形态却各不相同。防止此种裂纹的有效措施是:精炼母材,减少有害杂质。


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