( r8 g- g3 P" V& J6 W ~03再熱裂紋產(chǎn)生的機(jī)理及成因分析3 k8 y4 z+ V* r" M, A- [% I
+ d' a2 l* R2 R C5 b. p- Z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(duì)的其晶內(nèi)卻發(fā)生了強(qiáng)化。但是，對(duì)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(shuō)和晶內(nèi)二次強(qiáng)化學(xué)說(shuō)。 $ h* q' ~) s j- u' A7 K' c3 X$ G A1 m, Z" W 04再熱裂紋產(chǎn)生的幾種解釋) u r L( Y' c/ s6 t- x8 B& }
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1 晶界雜質(zhì)析集弱化作用 , ~9 i, Q" r' ]; V( } O( E" \% ^" b. r6 O5 `0 L
對(duì)一些低合金高強(qiáng)鋼產(chǎn)生再熱裂紋的測(cè)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(duì)于再熱裂紋的產(chǎn)生有著重要的影響。4 S- O2 `+ C# p- x1 L F2 H' l! h
6 K' U) P) i/ c/ I. [# X2 晶內(nèi)沉淀強(qiáng)化作用 & I5 ^# ` E6 ?, ~4 p* p4 l! j. o8 g ! X$ ]1 v1 G8 E0 s1 z/ q) o' |& K1 Z8 y5 \0 R
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(guò)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。 7 n1 J5 E1 I( ^9 `6 U1 m4 s' J; b6 z6 s
3 蠕變斷裂理論1 A( S1 b0 x- T/ R# |9 q% O. w
' h7 M" k6 k! O. Q- e: M- d再熱過(guò)程中隨著應(yīng)力松弛，伴隨有蠕變現(xiàn)象。2 V0 ^' n1 a- X6 @4 b8 B
' @6 Y* L' G$ ]( f$ q 05再熱裂紋的影響因素及其防治 l! R1 i- T& U4 K
7 |7 \. ?3 a- V' ^, N0 C) U6 F
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）。 6 {$ a4 I7 f" t$ h5 p. S ) F9 {* F0 Z3 B g7 E' ^% d! N; q1.冶金因素 ) _9 n6 S0 D+ `, g" N% P( ]4 }' A* ~# M4 W9 b, x ]. O1 Z
1）化學(xué)成分對(duì)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(píng)價(jià)。 + a( m$ ?6 j: \; W' V |. F; S2）鋼的晶粒度對(duì)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。) Q1 z% V+ M+ A6 J0 p# ]
3）焊接接頭不同部位和缺口效應(yīng)對(duì)再熱裂紋的影響也有不同。 . Q& w& w+ y& M' |9 a' A3 M. p" n- I8 h9 s5 t& L- f. q+ c
2.焊接工藝因素 1 [; a5 [ l- D( Y7 a" W Z- G" k. @ ' l! n3 r" p7 p6 y! s2 k1）焊接方法的影響 % r& V" t ^7 c& E4 y# J5 Q6 x大的焊接線能量會(huì)使過(guò)熱區(qū)的晶粒粗大，對(duì)于一些晶粒長(zhǎng)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(duì)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。 % V1 D& c! G; `5 p! ?) U- I$ g - Q' u3 u+ |) ~% E4 j4 f3 T 5 i+ K& h* J' T7 P1 C+ b$ u* j2）預(yù)熱及后熱的影響 + M! K$ x- v6 _$ x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。 9 [# d- K! _7 b% @- a9 R3 X* P' z1 ]( z# ?! `* F" }6 v( Q
3.選用低匹配的焊接材料 & ^* f) G) m+ k0 b( I/ ^( y, v$ Q: \ ) P5 |7 i: x- g4 I5 S+ ?8 f( T4 i# q) c7 v! @, _: ]* N
4.降低殘余應(yīng)力和避免應(yīng)力集中 . |; n2 p0 E8 G3 g) M( [$ R i- t, L: S. Z2 N: @ 06有再熱裂紋傾向的材料) T) p+ p, B6 q: L; H+ E
5 {: ?7 i% c- b" m6 v/ `7 `15MnVR、15MnNbR、18MnMoNbR、13MnMoNbR、07MnCrMoVR、07MnNiMoVDR和日本的CF-62系列鋼。 / U, K3 P& K6 O" v7 O4 H 1 O0 @1 F. a) [" F小結(jié): ~7 ~8 X: y2 K$ U' X
由于再熱裂紋不是在焊接過(guò)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(jiàn)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(cè)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(guò)程中，通過(guò)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。 . X x# U& D% g+ ~# r + K* f. A! g. r6 Y: {* v1 L# v& y! j/ y: [' Z) T! l. e