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機(jī)械社區(qū)
標(biāo)題: 有再熱裂紋傾向的材料有哪些？ [打印本頁]
作者: twq19810302 時間: 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 . x% d: K: ?; d4 ]$ C
6 p2 \6 |# Z g9 m# D6 W! M& x* c什么是再熱裂紋,？1 }6 c8 ^3 i3 F. i0 ~7 y! [
有再熱裂紋傾向的材料有哪些？
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3 ~$ s7 V" f' Z3 e01定義9 j3 j& t; p d, r G# r
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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℃長期工作時也會產(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”。
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! H$ C, K3 e6 p* {& C# u6 v02主要特征
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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,。, L9 _( P8 Y& M( c7 z6 S
2）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,。
' ^1 S- J, J8 N9 s3）產(chǎn)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(guān),，并隨材料的不同而變化,。1 Y/ [/ f6 f. V% j. a+ k) P+ ~( h) a
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,。
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% t/ q4 s: j( F0 r7 [+ \5 l1 w03再熱裂紋產(chǎn)生的機(jī)理及成因分析
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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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1 S/ i; t+ A9 U04再熱裂紋產(chǎn)生的幾種解釋# d9 f- y3 ?2 D2 O5 R2 g
* c# ?3 Q; `- p+ _" v; p1 晶界雜質(zhì)析集弱化作用
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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,。% C m& L) E; a) A, J# a- n$ M
0 O4 D; x4 `7 D6 j9 C2 晶內(nèi)沉淀強(qiáng)化作用1 }% S# E6 \" c$ G" ?3 o
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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(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，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,，就會產(chǎn)生再熱裂紋。& X% q+ M: C8 t8 t; e8 D( I
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3 蠕變斷裂理論
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/ R2 f: k$ h( p7 M再熱過程中隨著應(yīng)力松弛,，伴隨有蠕變現(xiàn)象,。
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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(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）。; C* }4 ~8 l x" D! l+ f6 P4 g
8 m3 |2 J R0 T7 X1 M1.冶金因素
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R4 l" z4 k a0 T1 t, T1）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,。
) K9 G% p- Y& o6 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,。: ], g3 O, l" D
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,。4 Z) r* d+ ?, c
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2.焊接工藝因素
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1）焊接方法的影響5 i9 B5 R6 U. \* Y0 p' f- ~
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,。8 Q2 h1 i3 r; J' K K
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2）預(yù)熱及后熱的影響
0 j+ L8 E+ Q$ D4 w. o) c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。
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3.選用低匹配的焊接材料
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, X5 ~% d6 n1 ]0 o" K4.降低殘余應(yīng)力和避免應(yīng)力集中' {$ x3 f8 S" F! }
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06有再熱裂紋傾向的材料
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, ]* g' x, T7 z2 ]- K. ]15MnVR,、15MnNbR,、18MnMoNbR、13MnMoNbR,、07MnCrMoVR,、07MnNiMoVDR和日本的CF-62系列鋼。
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2 ]/ ^2 q# \# S& N小結(jié)
$ @1 A5 ~+ R U4 H由于再熱裂紋不是在焊接過程產(chǎn)生,，而是在熱處理或運行時產(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)而會造成更大的損失,。所以必須在壓力容器的前期設(shè)計,、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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