20第五节 热裂纹
热裂纹、再热裂纹、冷裂纹、层状撕裂你知道吗
热裂纹、再热裂纹、冷裂纹、层状撕裂你知道吗焊接裂纹就其本质来分，可分为热裂纹、再热裂纹、冷裂纹、层状撕裂等。
下面仅就各种裂纹的成因、特点和防治办法进行具体的阐述。
1.热裂纹是在焊接时高温下产生的，故称热裂纹，它的特征是沿原奥氏体晶界开裂。
根据所焊金属的材料不同（低合金高强钢、不锈钢、铸铁、铝合金和某些特种金属等），产生热裂纹的形态、温度区间和主要原因也各不相同。
目前，把热裂纹分为结晶裂纹、液化裂纹和多边裂纹等三大类。
（1）结晶裂纹主要产生在含杂质较多的碳钢、低合金钢焊缝中（含S，P，C，Si骗高）和单相奥氏体钢、镍基合金以及某些铝合金焊逢中。
这种裂纹是在焊逢结晶过程中，在固相线附近，由于凝固金属的收缩，残余液体金属不足，不能及时添充，在应力作用下发生沿晶开裂。
防治措施为：在冶金因素方面，适当调整焊逢金属成分，缩短脆性温度区的范围控制焊逢中硫、磷、碳等有害杂质的含量；细化焊逢金属一次晶粒，即适当加入Mo、V、Ti、Nb等元素；在工艺方面，可以通过焊前预热、控制线能量、减小接头拘束度等方面来防治。
（2）近缝区液化裂纹是一种沿奥氏体晶界开裂的微裂纹，它的尺寸很小，发生于HAZ近缝区或层间。
它的成因一般是由于焊接时近缝区金属或焊缝层间金属，在高温下使这些区域的奥氏体晶界上的低熔共晶组成物被重新熔化，在拉应力的作用下沿奥氏体晶间开裂而形成液化裂纹。
这一种裂纹的防治措施与结晶裂纹基本上是一致的。
特别是在冶金方面，尽可能降低硫、磷、硅、硼等低熔共晶组成元素的含量是十分有效的；在工艺方面，可以减小线能量，减小熔池熔合线的凹度。
（3）多边化裂纹是在形成多边化的过程中，由于高温时的塑性很低造成的。
这种裂纹并不常见，其防治措施可以向焊缝中加入提高多边化激化能的元素如Mo、W、Ti等。
2.再热裂纹通常发生于某些含有沉淀强化元素的钢种和高温合金（包括低合金高强钢、珠光体耐热钢、沉淀强化高温合金，以及某些奥氏体不锈钢），他们焊后并未发现裂纹，而是在热处理过程中产生了裂纹。
电业安全工作规程热力和机械部分
电业安全工作规程热力和机械部分中华人民共和国水利电力部关于颁发《电业安全工作规程》(热力和机械部分)的通知(78)水电生字第158号我部1962年颁发的《电业安全工作规程》(热力和机械部分)，执行以来，对保证电业工作人员的人身和设备安全起了重要的作用。
由于我国电力工业生产设备已有了较多改变，生产技术水平也有了较大提高，为了使规程更能适应当前生产的具体条件，我部组织有关单位进行了修订，现正式颁布，并于1979年1月开始执行，原规程同时作废。
各发电厂、供电局、电力试验和修造等单位，凡从事热力和机械工作的人员都必须遵守本规程，并据以修订现场规程。
企业各级领导人员必须督促检查并带头贯彻执行，确保安全生产。
本规程如有不符合现场实际情况的地方，可在不降低安全水平的条件下，制订相应的规定，报主管局批准后执行。
设计和施工单位，对设备布置和各种防护装置以及其他各种安全工作的要求，应符合本规程的规定。
本规程在执行中如有新的意见和问题，希随时告部。
1978年11月中华人民共和国电力工业部关于修改《电业安全工作规程》(热力和机械部分)部分条款的通知电安生［1994］227号《电业安全工作规程》(热力和机械部分)自1978年修订颁发已执行16年，其中一些条款已不适用，需要修改或补充。
在对该规程进行全面修订之前，现对其中一些条款做部分修改补充(条文前加*号)，并增加“热力机械工作票制度的补充规定”，自颁发之日起执行。
这次修改不增加和改变原条文数及编排顺序，只在相应条文中修改或补充。
本规程及修订补充内容在执行中如有意见和问题，请随时告部。
1994年4月第一章总则第一节通则第1条按照“在实现增产节约的同时，必须注意职工的安全、健康和必不可少的福利事业”的原则，结合电力生产多年来的实践经验，制定本规程。
第2条坚决贯彻电力生产“安全第一”的方针。
安全生产，人人有责。
各级领导必须以身作则；要充分发动群众，依靠群众；要发挥安全监察机构和群众性的安全组织的作用，严格监督本规程的贯彻执行。
焊缝超声波探伤
焊缝超声波探伤锅炉压力容器和各种钢结构主要是采用焊接的方法制造。
为了保证焊缝质量，超声波探伤是重要的检查手段之一。
在焊缝探伤中。
不但要求探伤人员具备熟练的超声波探伤技术。
而且还要求探伤人员了解有关的焊接基本知识，如焊接接头型式，焊接坡口型式、焊接方法和焊接缺陷等。
只有这样，探伤人员才能针对各种不同的焊缝，采用适当的探测方法，从而获得比较正确的探测结果。
第一节 焊接加工及常见缺陷锅炉压力容器及一些钢结构件主要是采用焊接加工成形的。
焊缝内部质量一般利用射线和超声波来检测。
对于焊缝中的裂纹、未熔合等危险性缺陷，超声波探伤比射线更容易发现。
一、焊接加工l.焊接过程常用的焊接方法有手工电弧焊、埋弧自动焊、气体保护焊和电渣焊等。
焊接过程实际上是一个冶炼和铸造过程，首先利用电能或其他形式的能产生高温使金属熔化，形成熔池，熔融金属在熔池中经过冶金反应后冷却，将两母材牢固地结合在一起。
为了防止空气中的氧、氮进入熔融金属，在焊接过程中通常有一定的保护措施。
手工电弧焊是利用焊条外层药皮高温时分解产生的中性或还原性气体作保护层。
埋焊和电渣焊是利用液体焊剂作保护层。
气体保护焊是利用氩气或二氧化碳等保护气体作保护层。
2.接头形式焊接接头形式主要有对接、角接、搭接和T型接头等几种：如图7.1所示。
在锅炉压力容器中，最常见的是对接，其次是角接和T型接头，搭接少见。
3.坡口形式为保证两母材施焊后能完全熔合，焊前应把接合处的母材加工成一定的形状，这种加工后的形状称为坡西，坡口各部分的名称如图7.2所示。
根据板厚、焊接方法、接头形式和要求不同，可采用不同的坡口形式。
常见对接和角接接头的坡口形式如图7.3所示。
二、焊缝中常见缺陷焊缝中常见缺陷有气孔、夹渣、未焊透、未熔合和裂纹等，如图7.4所示。
1.气 孔气孔是在焊接过程中焊接熔池高温时吸收了过量的气体或冶金反应产生的气体，在冷却凝固之前来不及逸出而残留在焊缝金属内所形成的空穴。
产生气孔的主要原因是焊条或焊剂在焊前未烘干，焊件表面污物清理不净等。
焊接裂纹_精品文档
3、防止结晶裂纹的措施
1）、冶金方面
①控制焊缝中有害杂质的含量， 限制S、P、C含量S、P<0.03-0.04 焊丝C<0.12% (低碳钢) 焊接高合金钢，焊丝超低碳焊丝 ②改善焊缝的一次结晶 细化晶粒，加入Mo、V、Ti、Nb、Zr、
Al
2)、工艺方面（减少拉应力）
应变率 , E ↑、
↑应变率 ↓
例如：强度为600MPa焊条研究
焊缝成分分析
焊缝 C
S
Ｐ Ｍn Si Cr Ni
成分
Ao 0.10 0.037 0.017 0.94 0.54 0.20 0.87
A１ 0.09 0.015 0.014 1.25 0.44 0.19 0.83
注：A１ 焊缝中加入轻稀土１％
图2 焊缝冲击断口扫描形貌
b)、C
i)、C<0.1% C↑结晶温度区间↑,裂纹↑
ii)、C>0.16% Mn/S↑无效,加剧P有害作
用 裂↑
iii)、C>0.51% 初生相
初生相
S、P在小相中溶解度低，析
出S、P集富在晶界上，裂纹↑
c)、Mn
Mn具有脱S作用
其中Mn熔
点高，早期结晶星球状分布，抗裂↑
含碳量C<0.016% S↑裂↑但加入Mn↑裂↓
结 晶 裂 纹
2）、熔池各阶段产生结晶裂纹的 倾向
在焊缝金属凝固结晶的后期，低熔点共晶物 被排挤在晶界，形成一种所谓的“液态薄膜” ，在焊接拉应力作用下，就可能在这薄弱地带 开裂，产生结晶裂纹。
产生结晶裂纹原因：①液态薄膜
②拉伸应力
液态薄膜—根本原因
拉伸应力—必要条件
以低碳钢焊接为例可把熔池的结晶分 为以下三个阶段
电业安全工作规程(热力和机械部分)
电业安全工作规程(热力和机械部分)中华人民共和国水利电力部关于颁发《电业安全工作规程》(热力和机械部分)的通知(78)水电生字第158号我部1962年颁发的《电业安全工作规程》(热力和机械部分)，执行以来，对保证电业工作人员的人身和设备安全起了重要的作用。
由于我国电力工业生产设备已有了较多改变，生产技术水平也有了较大提高，为了使规程更能适应当前生产的具体条件，我部组织有关单位进行了修订，现正式颁布，并于1979年1月开始执行，原规程同时作废。
各发电厂、供电局、电力试验和修造等单位，凡从事热力和机械工作的人员都必须遵守本规程，并据以修订现场规程。
企业各级领导人员必须督促检查并带头贯彻执行，确保安全生产。
本规程如有不符合现场实际情况的地方，可在不降低安全水平的条件下，制订相应的规定，报主管局批准后执行。
设计和施工单位，对设备布置和各种防护装置以及其他各种安全工作的要求，应符合本规程的规定。
本规程在执行中如有新的意见和问题，希随时告部。
1978年11月中华人民共和国电力工业部关于修改《电业安全工作规程》(热力和机械部分)部分条款的通知电安生［1994］227号《电业安全工作规程》(热力和机械部分)自1978年修订颁发已执行16年，其中一些条款已不适用，需要修改或补充。
在对该规程进行全面修订之前，现对其中一些条款做部分修改补充(条文前加*号)，并增加“热力机械工作票制度的补充规定”，自颁发之日起执行。
这次修改不增加和改变原条文数及编排顺序，只在相应条文中修改或补充。
本规程及修订补充内容在执行中如有意见和问题，请随时告部。
1994年4月第一章总则第一节通则第1条按照“在实现增产节约的同时，必须注意职工的安全、健康和必不可少的福利事业”的原则，结合电力生产多年来的实践经验，制定本规程。
第2条坚决贯彻电力生产“安全第一”的方针。
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热裂纹
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(一)冶金因素对产生结晶裂纹 的影响
所谓纳晶裂纹的冶金因素主要是合 金状态图的类型、化学成分和结晶组织 形态等 1．合金状态图的类型和结晶温度区间
试验研究表明，结晶裂纹倾向的大小是随合金状态图结 晶温度区间的增大而增加。
22
结晶温度区间与裂纹倾向的关系
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2．合金元素对产生结晶裂纹的影响
合金元素的影响十分复杂，但又非常重要，是影响裂纹 最本质的因素．应当指出，多种合金元素的相互影响， 往往比单一元素复杂的多，在某些情况下，甚至彼此 是矛盾的。这里仅就碳钢和低合金钢中合金元素对结 晶裂纹的影响作一概括讨论。
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(三)完全凝固阶段
熔池金属完全凝固之后所形成的焊缝，受 到拉伸应力时，就会表现出较好的强度和塑性， 很难发生裂纹，但应指出，对于某些金属在焊 缝完全凝固以后，仍有一段温度内塑性很低， 也会产生裂纹，即所谓高温低塑性裂纹(多边 化裂纹)。 综上所述，当温度高于或低于a~b之间的 脆性温度区时，焊缝金属都有较大的抵抗结晶 裂纹的能力，因此具有较小的裂纹倾向。
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产生结晶裂纹的条件如下：
(1)如果拉伸应力所产生的应变随温 度按曲线1变化时(见图5-18)，在固相线 附近(即在脆性温度区内焊缝的塑性最小 时)，只产生了△e的应变量，此时焊缝 仍具有相当于△es的塑性储备量，即Pmin△e =△es 。因△es>o，故在这种情况下 不会产生热裂纹。
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(7)氧 氧对焊缝产生结晶裂纹的影 响，目前还没有定论。但很多实验表明， 焊缝中有一定的含氧量，能降低硫的有 害作用。 总括以上，合金元素对结晶裂纹的 影响是重要的，但也是复杂的，这里不 能一一论述。C、S、P对结晶裂纹影响最 大。
锻造基础知识
锻造基础知识⽬录第⼀节：基础知识 (5)⼀、锻压及其特点 (5)1.定义 (5)2.分类 (5)3.特点 (5)4.应⽤ (5)⼆、⾦属的锻造性能 (6)1.定义 (6)2.影响锻造性能的因素 (6)三、⾦属的塑性变形规律 (7)1. 最⼩阻⼒定律 (7)2. 塑性变形时的体积不变规律 (8)第⼆节：锻造 (8)⼀、锻造的定义及⽅法 (8)1.定义 (8)2.分类 (8)⼆、⾃由锻造及其特点 (8)1.定义 (8)2.特点 (8)三、⾃由锻造的⼯序 (9)1.镦粗 (9)2.拔长 (10)3.冲孔 (13)4.扩孔 (14)四、设备与⼯具 (15)1.设备 (15)2.⼯具 (15)五、锻造缺陷及防⽌ (15)第三节：锻造⽤原材料及其加热 (15)⼀、锻造⽤材料 (15)1.分类 (15)2.钢锭的结构 (15)3.钢锭的缺陷 (16)⼆、原材料的加热 (17)1.加热的⽬的 (17)2.加热⽅法 (17)3.锻造温度范围的确定 (17)4.⾦属的加热规范 (18)三、加热缺陷及防⽌措施 (18)1.氧化 (18)2.脱碳 (19)3.过热 (20)4.过烧 (20)5.裂纹 (21)四、加热温度的测量 (21)第四节：锻件的锻后冷却和热处理 (21)⼀、锻件的锻后冷却 (21)1.定义 (21)2.锻后冷却常见缺陷产⽣的原因和防⽌措施 (21)3.锻件的冷却⽅法 (22)⼆、锻件的锻后热处理 (23)1.⽬的 (23)2.⽅法 (23)第五节：⼯艺制定 (23)⼀、内容 (23)⼆、锻件图的制定 (23)三、坯料重量和尺⼨的确定 (24)1.形状材料的重量计算 (24)2.坯料尺⼨确定 (25)三.确定变形⼯艺和锻造⽐ (25)1变形⼯艺 (25)2.锻造⽐ (25)3.锻造⽐的计算 (25)4.锻造⽐对组织和机械性能的影响 (26)第⼀节：基础知识⼀、锻压及其特点1.定义锻压是利⽤外⼒使⾦属坯料产⽣塑性变形，获得所需尺⼨、形状及性能的⽑坯或零件的加⼯⽅法。
第五节 焊接结构中的应力与变形
第五节焊接结构中的应力与变形在焊接生产中，焊接应力与变形的产生是不可避免的。
焊接过程结束，焊件冷却后残余在焊件的内应力即焊接残余应力往往是造成裂纹的直接原因，同时也降低了结构的承载能力和使用寿命。
焊接后产生的变形即焊接残余变形造成了焊件尺寸、形状的变化，这给正常的焊接生产带来一定困难。
因此，在焊接生产中的一项重要任务就是控制焊接残余应力和焊接残余变形。
一、焊接残余应力1．焊接残余应力的产生及其对焊接结构的影响焊接时，不均匀地加热与冷却是产生焊接残余应力的主要原因。
以低碳钢（20钢）为例，在加热时，随着温度的升高，特别是在300℃以上的温度时其强度迅速降低。
当温度达到600℃左右时，屈服便接近于零（图6-5)。
焊接过程中由于加热的不均匀，在高温时，金属的屈服为零的情况下，处于自由变形状态。
当焊接热源移开后，金属恢复强度时其收缩变形受到周围金属的限制，同时组织转变过程中又发生体积的变化，从而产生了焊接残余应力。
一般来说，在焊接条件下主要存在下面几种应力。
图6-5低碳钢屈服与温度的关系---实测曲线一简化曲线(1)温度应力温度应力又称热应力，它是由于金属受热不均匀，各处变形不一致且互相约束而产生的应力。
焊接过程中温度应力是不断变化的，且峰值一般都达到屈服点，因此必然发生塑性变形。
焊接结束冷却后，也必然有残余应力保留下来。
(2)组织应力焊接过程中，金属组织进行相变时将产生体积变化，主要是由于各种组织具有不同的热物理性能（表6-5）。
当焊缝金属从高温冷却，奥氏体分解时产生的铁素体、珠光体、马氏体等都会产生体积膨胀，转变后的这些组织都具有较小的膨胀系数。
奥氏体分解产生的体积膨胀并不是在自由状态下进行的，而是受到周围金属的约束。
同时，由于焊接的不均匀加热与冷却，因此组织的转变也是不均匀的，结果产生了应力。
对于低碳钢和一些低合金高强钢焊后冷却时，奥氏体分解为珠光体和贝氏体的温度较高的低碳钢的相变点为723℃），此时金属呈好的塑性，奥氏体转变时发生的体积变化阻力很小，因此不会造成很大的应力。
铁道概论-第五节铁路车辆
b)辅助型号——代表车辆的构造型式，用阿拉伯数 字表示，如“YZ22”中的“22”表示该硬座车是22型的 结构
表3-1 部分客车基本型号表
表3-2 部分货车基本型号表
2.缓冲器 为了缓和并减低车辆在连挂、起动、制动时等产生的 冲击力，起到缓和、消减冲击，提高列车运行的平稳性， 延长车辆使用寿命的作用。缓冲器有摩擦式和摩擦橡胶式 两种。
2号缓冲器
缓冲器 1－弹簧盒盖；2－弹簧盒； 3－开口内环弹簧； 4－小外环弹簧； 5－大外环弹簧； 6－内环弹簧； 7－半环弹簧； 8－底板； 9－角铁、螺栓。
第三、 按载重量分，货车有50吨、60 吨、75吨、90吨等多种。
(6)特种车辆 用于装运各种长大、重型货物，如大型机床、发电机、 化工合成塔等。由于特种车辆的载重和自重较大，因此轴 数较多。
D9型凹型车示意图
D17型长大货物车示意图
D20型钳夹式车示意图（单位mm）
1－转向架；2－车底架；3－落下孔；4－支承梁。
铁道概论-第五节铁路车 辆
客车 指 运送旅客且供坐卧饮食等所用的车辆。 常见的客车有硬座车、软座车、硬卧车、软卧车、餐车、 行李车、邮政车等。 货车 指 供货物、牲畜等所需运输使用的车辆。 常见货车有通用货车、（平车、敞车、棚车、保温车、罐 车）专用货车、特种货车等。
2.客 车 特 点
25G型客车
内外 环弹 簧受 力示 意图
制动装置
为了保证行车安全，满足运行的列车或移动的车辆减 速和停车的要求，机车和车辆都必须装设制动装置。常见 的制动装置有：空气制动、电气制动、摩擦制动和盘形制 动。
材料成型原理各章重点
第一章重点总结第一节了解即可，没有出过题。
第二节1.纯金属的液态结构（11页第三段）2.实际金属的液态结构（11页第四段第五行，从“因此，实际液态金属-----”到段末）3.名词解释温度起伏，结构起伏，能量起伏（11页三、四段中）4.13页第一段“X射线衍射-----”第三节5.影响液态金属粘度的因素（14页）（1）化学成分，难熔化合物的液体粘度较高，熔点低的共晶成分合金粘度低（2）温度，液体金属的粘度随温度的升高而降低。
（3）非金属夹杂物，非金属夹杂物使液态金属粘度增加6.粘度在材料成形过程中的意义1）对液态金属净化的影响（2）对液态合金流动阻力的影响（3）对凝固过程中对流的影响7.名词解释，表面张力（15页最下面一句“总之，一小部分---”）8.表面张力产生的原因，（16页第一段）9.影响表面张力的因素（见2005年A卷二大题1小题）第四节10.流变铸造及特点（21页第一段“即使固相体积分数达到---”至最后，及21页最后一段，22页第一段）11.半固态金属表观粘度的影响因素（21页2 3 4段）第二章重点总结1铸造概念（22页第一段第一句）第一节2.液态金属充型能力和流动性有何本质区别（见2006年A卷第2题）3.两种金属停止流动机理（1）纯金属和窄结晶温度范围合金的停止流动机理（22页最后一段）（2）款结晶温度范围合金停止流动机理（23页第二三段）4.影响充型能力的因素及促进措施（1）金属性质方面的因素1.合金成分2.结晶潜热3.金属比热容4液态金属粘度5表面张力（2）铸型性质方面的因素1铸型蓄热系数，蓄热系数越大，铸型的激冷能力就越强2.铸造温度（3）浇注条件方面因素1.浇注温度2充型压头3浇注系统结构（4）铸件结构方面因素1折算厚度2铸件复杂程度（每点后最好总结一句话）第二节5.金属凝固过程中的流动（第二节1、2段）第三节6.了解存在三种传热；对流传热，传导传热，辐射传热即可第四节7.了解存在三种计算凝固时间的方法1理论计算法2平方根定律3折算厚度法即可第三章重点第一节1为什么过冷是液态合金结晶的驱动力（见2006年A卷第1题）2. 何为热力学能障和动力学能障？凝固过程中是如何克服这两个能障的？（见2005年D卷第3题）第二节 3.形核条件(40页第一段)4.名词解释，匀质形核，非匀质形核（41页最上部）5，2007年B卷第1题6.记住公式3-17 7.2006年A卷第3题第三节8.晶体宏观长大方式晶体宏观长大方式取决于界面前方液体中的温度分布，即温度梯度（1）平面方式长大固-液界面前方液体中的温宿梯度大于0，液相温度高于界面温度，称为正温度梯度分布。
房屋裂缝防治措施
房屋裂缝防治措施造成房屋裂缝的原因很多，错综复杂。
如因房屋产生倾斜而导致裂缝或因倾斜改变构件的受力状态，致使部分构件承载力不足而产生裂缝；地基基础不均匀沉降产生裂缝；温差应力造成的裂缝；干缩和收缩裂缝；构造处理不当在结点处产生裂缝；构件强度或刚度不足发生变形而产生裂缝；使用劣质材料产生的裂缝；施工不规范造成的裂缝；因偷工减料造成的裂缝等。
裂缝是建筑工程中最常见、最广泛的病症之一。
第一节模板系统造成混凝土构件裂缝（一）模板支架不规范产生的裂缝一、原因分析：1）模板支设前，没有根据工程结构形式和上部荷载的大小，计算确定支架的用材规格和间距大小，盲目估计确定，造成施工时承载力、刚度不足变形，致使新浇混凝土裂缝，严重的还会发生坍塌事故；2）施工管理不当。
支立底层模板之前没有先夯实基土和铺设垫层，则基土达不到持力层的标准；或土质干硬，在混凝土浇筑过程中，基土被浇水、渗水淋湿后软化，在上部荷载的压力下支架沉降变形，造成砼构件产生裂缝；二、防治措施：1）检查变形构件的实际情况，如梁、板局部弯曲变形最大值小于20mm时，可不做处理，仅需在抹灰时纠正外观即可；2）检查构件上部裂缝的宽度，及时采用灌浆抹压密实，并加强湿养护。
（二）模板支架立在楼板上造成的裂缝一、原因分析：1）多层房屋施工时，上层模板的立柱支在下层新浇筑的钢筋混凝土楼板上，造成楼板变形和裂缝。
裂缝的宽度在楼板的底宽、上窄；裂缝是跨中多、四边少；2）若下层新浇筑钢筋砼楼板的底模和支撑已拆除，在上层模板、支架和浇筑混凝土的施工荷载大于楼板的弯曲抗压强度时，会产生变形和裂缝；3）有的工程施工速度较快，下层新浇混凝土楼板的混凝土强度还未达到设计值，因上下层模板的支撑立柱没有对准，在上部集中荷载的作用下，使楼板局部产生变形和裂缝。
二、防治措施：1）检查楼板裂缝处，立即加设支撑进行加固，以防止楼板继续变形和裂缝的扩大；2）检查裂缝宽度，当裂缝宽度小于0.2mm，弯曲变形小于跨度长的1/1000时，可采用灌浆封闭，恢复原有功能和防止钢筋锈蚀；3）当裂缝宽度大于0.3mm时，须加强观测，请相关人员研究加固方案。
热裂纹的种类
welding
热裂纹的种类
（3）多边化裂纹
焊接时焊缝或近缝区在固相线稍下的高温区间,由于 刚凝固的金属中存在很多晶格缺陷(主要是位错和空位)及 严重的物理和化学不均匀性,在一定的温度和应力作用下, 由于这些晶格缺陷的迁移和聚集,便形成了二次边界,即所 谓“多边化边界”。
因边界上堆积了大量的晶格缺陷,所以它的组织性能 脆弱,高温时的强度和塑性都很差，只要有轻微的拉伸应 力,就会沿多边化的边界开裂,产生所谓“多边化裂纹”。 图4是镍基合金焊缝中的多边化裂纹。
W-2
welding
热裂纹的种类
多数情况下，在发生裂纹的焊缝断面上，可以看到 有氧化的彩色，说明这种裂纹是在高温下产生的。结晶裂 纹的形态如图2所示。
图2 焊缝中结晶裂纹
W-3
welding
热裂纹的种类
结晶裂纹主要产生在含杂质较多的碳钢、低合金钢焊 缝中(含硫、磷、碳、硅偏高)和单相奥氏体钢、镍基合金 以及某些铝合金的焊缝中。个别情况下,结晶裂纹也能在热 影响区产生。
（2）高温液化裂纹
近缝区或多层焊的层间部位,在焊接热循环峰值温度的 作用下,由于被焊金属含有较多的低熔共晶而被重新熔化,在 拉伸应力的作用下沿奥氏体晶界发生开裂,如图3。
W-4
welding
热裂纹的种类
图3 液化裂纹
TIG焊因科镍尔合金 ×500
液化裂纹主要发生在含有铬镍的高强钢(奥氏体钢,以及某些镍基的倾向将显著增高。
W-6
welding
热裂纹的种类
图4 因科镍合金焊缝中的多边化裂纹
(TIG焊)× 800
多边化裂纹多发生在纯金属或单相奥氏体合金的焊缝 中或近缝区,它是属于热裂纹的类型。
W-7
第五节 铝及铝合金焊接缺陷与检验
第五节：铝及铝合金焊接缺陷与检验铝及铝合金焊接时，由于其特殊的物理和化学特性以及焊接过程操作的难度，容易出现焊接缺陷。
作为焊工，必须了解焊接缺陷产生的原因，掌握防止和消除焊接缺陷的对策和方法，才能实现保证焊接质量、制造优良焊件的目的。
相比钢铁的焊接，铝及铝合金焊接缺陷也存在同样多的种类，导致缺陷产生的原因也更复杂。
铝及铝合金焊接缺陷主要为未熔合、气孔、下塌、热裂纹、夹杂等。
一、未熔合1.导致产生未熔合的原因未熔合通常表现为焊丝熔化、母材未熔化或是同一焊缝上一侧母材熔化、另一侧母材未熔化而形成的焊接接头。
铝及铝合金的导热系数大，约是钢的2～3倍；其比热也很大。
这样，要使铝及铝合金接头熔化后焊到一起，必须使用能量集中、功率大的热源。
在焊接方法确定的条件下，结构的形状、尺寸、位置、表面状态的差异，以及焊工操作的熟练程度都可以产生未熔合的缺陷。
未熔合的产生与焊件的坡口形状和焊接规范有很大关系。
尤其当采用MIG 焊进行厚板多层焊时，常常会在图2-5-1所示的部位产生未熔合，即：图2-5-1 MIG多层焊时易产生未熔合的典型情况a一坡口侧面的未熔合b一清根后的焊道根部未熔合（1）在焊根或第二层焊道以下的坡口面上，由于焊接规范的变化而产生未熔合。
（2）清根处理后在封底焊的根部焊道金属中产生未熔合。
焊接规范对产生未熔合的影响，首先取决于焊件的坡口根部形状和尺寸，焊接电流的影响也很大。
通过对厚度为50 mm的板材在不同大小坡口根部半径和焊接电流下产生未熔合的影响的研究可知：未熔合随坡口根部半径和焊接电流的增大而减小。
U形坡口比V形坡口产生未熔合的可能性要小，横焊时的实测结果是这样，立焊时也可以得到同样的结果。
电弧电压对产生未熔合的影响没有焊接电流和坡口根部半径变化对其的影响那么明显。
焊接电流对焊缝熔深的影响非常直接，熔深随坡口根部半径和焊接电流的增大而增大。
通过用断面检验法我们掌握了未熔合与熔深的关系。
当熔深小于1 mm时，很容易产生未熔合；当熔深大于l mm时，则不产生未熔合。
轮对—轮对的故障与检修限度(车辆构造检修课件)
力） B 转向架车轴不平行
2） 危害： A 使轮对横向串动量大——给车体带来摆动。 B 曲线——减少安全搭载量 C 轮缘强度降低，根部易裂纹。
限度：剩余厚度：厂≥ 30、段≥ 26、辅≥ 24、运用≥ 23
2、轮缘垂直磨耗： 轮缘外侧垂直方向磨耗，使踏面不保持圆弧线形状 1）原因：基本同上，横向力更大。 2）影响：易压伤、损伤尖轨；接触面增大，增加运行阻力。 3）角点：轮缘外侧磨耗面与轮缘顶部未磨耗部分的交点 4）垂直磨耗高度：角点到轮缘根部的竖直距离，＞15到限
第五节 轮对的故障与检修限度
一、车轴的故障 二、车轮的故障
一、车轴的故障：裂纹、磨伤/碰伤、弯曲
（一）车轴裂纹：
纵裂纹——与轴中心线夹角＜45度。
横裂纹——与轴中心线夹角＞45度。受弯曲应力，轴有效面 积减小，容易扩展引发断轴，更危险
2、 部位及原因：
1）防尘板座与轴颈交界处：因圆弧过渡不良——应力集中
2）危害：导致车轮破碎。 3）检查： 借助锤敲声音：清脆——良好，闷哑——裂纹。 外观象征判断：表面有透油墨线，透锈道痕，铁粉附着——
裂纹。
（四）轮辋过薄：
1、原因：踏面磨耗超限及多次旋修而逐渐减少。 2、危害：A. 降低强度——引起裂纹
B. 轮直径变小，转向架等高度下降，影响各部分 配合关系。 3、限度：
毛坯车轴锻造时、重车脱轨受剧烈冲击、组装时车轴车轮不 垂直。 危害：车振动大，热轴、轮缘偏磨——脱轨。 限度：测内侧距离，任两处相差＞3mm，更换轮对。车轴加修 时，可将弯曲处旋除，旋除后的轴身尺寸允许比原型公称尺 寸减少4mm。
二、 车轮的损伤
车轮的故障主要有轮缘及踏面磨耗，其次是踏面擦伤、及局 部凹下。车轮裂纹等，这些故障直接威胁着行车安全，因此 必须认真检查，及时发现，妥善处理 （一）轮缘故障：
第二章 材料的脆性断裂与强度
裂纹的三种扩展方式或类型 Ⅰ型（掰开型）张开或拉伸型，裂纹表面直 接分开。
Ⅱ型（错开型）滑开或面内剪切型，两个裂 纹表面在垂直于裂纹前缘的方向上相对滑动。 Ⅲ型（撕开型）外剪切型，两个裂纹表面在
平行于裂纹前缘的方向上相对滑动。
裂纹长度与断裂应力的关系：
等有关的系数.
k c c
1 2
k 是与材料、试件尺寸、形状、受力状态
在接近平衡位置 O 的区域，曲线可以用直线代替，服 从虎克定律：
x E E a
a 为原子间距 x 很小时 sin
因此，得：
2x
2x
th
E a
可见，理论结合强度只与弹性模量，表面能和晶 格距离等材料常数有关。 通常， 约为 aE ，这样，
E th 10
100
五．裂纹扩展的动力和阻力
1．裂纹扩展的动力 Irwin将裂纹扩展单位面积所降低的弹性 应变定义为应变能释放率或裂纹扩展力。 对于有内裂纹 2c 的薄板：
G
d we 2dc
c
E
2
其中 G为裂纹扩展的动力。
对于有内裂的薄板：
K
a c
临界状态：G c K c
E
2
（平面应力状态）
Inglis研究了具有孔洞的板的应力集中问题，得 到结论：孔洞两个端部的应力几乎取决于孔洞的长度 和端部的曲率半径，而与孔洞的形状无关。 Griffith根据弹性理论求得孔洞端部的应力 A
A c a2 1 2 ， a c
c A 1 2
式中， 为外加应力。
K
3 xy 2r cos 2 sin 2 cos 2
舌诊
舌边见牙齿痕迹
主病 多见于实证
多见于虚证
胖嫩舌：阳虚证、寒证、湿证 肿胀舌：热证、中毒 气血两虚－色淡、 阴虚火旺证－色红绛干燥 热邪亢盛 热盛伤阴、阴液亏虚、 血虚证、脾虚湿浸精微不濡养 脾虚证、寒湿证、阳虚湿停证
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44
三、舌态
• 舌态指舌体的动态，包括痿软、强 硬、歪斜、颤动、吐弄、短缩等。
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淡白舌鉴别
舌淡白瘦薄， 光莹，多属气
血两亏
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舌淡白胖嫩、湿润， 多为阳虚、寒证
22
3红舌
[现代研究]:红舌与毛细管扩张，血液量增加，血液浓缩等 因素有关，常见于现代医学感染发热性疾病的中期、高血 压、糖尿病、甲状腺机能亢进、结核病、癌肿等
[舌象特征]较淡红舌为 深，甚至呈鲜红色者为 红舌 [临床意义]主热证
1、热入营血 2、阴虚火旺 3、血瘀
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绛舌鉴别
舌绛少苔而津润，多为血瘀
舌绛或有芒刺，为热入营血
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舌绛或有裂纹，少苔或无苔， 为阴虚火旺
26
5紫舌
[现代研究]:紫舌常见于现代医学门静脉性肝硬化、肝癌、 高血压、冠心病、风湿性心脏病、肺源性心脏病、心力 衰竭、过敏性紫癜等。
机理：由于粘膜下层及肌层中血管及血运十分丰富，使 舌肌呈红色，透过一层白色明带有角化的粘膜面，而形成 正常的淡红色舌质。
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（二）舌象的生理变异
① 年龄性别因素 ② 体质禀赋因素 ③ 气候环境因素
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第二节、望舌质
神、色、形、态、舌下络脉。
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《材料成形基本原理》（第3版）
T/℃
δ＝Φ(T)
裂纹
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TL TH
TB
TS TS'
δ
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T/℃
TL
TH
δmin
δ＝Φ(T)
TB
TB内金属的塑性 δmin越低，产生热 裂纹的倾向越大。
性事故的、危害最大的一类缺陷。
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一、热裂纹的分类及特征 二、热裂纹的形成机理 三、热裂纹的影响因素及防止措施
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一、热裂纹的分类及特征
凝固裂纹 液化裂纹 高温失延裂纹
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1、凝固裂纹
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金属凝固结晶末期，在固相线附近发生的晶间开裂现象，
称为凝固裂纹或结晶裂纹。其形成与凝固末期晶间存在的
液膜有关，断口具有沿晶间液膜分离的特征。裂纹无金属
Ni，Ni3P（P11） Ni3P，Ni2P（P20）
Ni，Ni2B（B4） Ni3B2，NiB（B12） γNi，Ni3Al（Ni89） Zr，Zr2Ni（Ni17） Ni，Ni2Mg（Ni11）
σ
A C
裂纹
B
τ
τ
σ
A
τ
τB
A
τ
微裂纹
Bτ
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国家级金属 凝固结晶
液固状态 固液状态
偏析
低熔点共晶 液态薄膜
脆性温 度区间
拘束
凝固收缩
应力与应变
凝固 裂纹
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光泽，有明显的氧化色彩。
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液化裂纹的形成机理
液化裂纹是一种沿奥氏体晶界开裂的微裂纹，一般认为是 由于热影响区或多层焊层间金属奥氏体晶界上的低熔点共 晶，在焊接高温下发生重新熔化，使金属的塑性和强度急 剧下降，在拉伸应力作用下沿奥氏体晶界开裂而形成的。
Ni、C 与 Mn 的影响
合金元素对热裂纹的影响已建立了一些定量判据，如热裂纹 敏感系数 HCS 、临界应变增长率 CST 等。
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合金系 Fe-S Fe-P Fe-Si Fe-Sn Fe-Ti Ni-S Ni-P
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第五节 热裂纹
在应力与致脆因素的共同作用下，使材料的
原子结合遭到破坏，在形成新界面时产生的缝隙
称为裂纹。金属在加工和使用过程中，可能会出
现各种裂纹，如热裂纹、冷裂纹、再热裂纹、层
状撕裂和应力腐蚀裂纹等。裂纹是可以引发灾难
液化裂纹
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高温失延裂纹的形成机理
在固相线以下的高温阶段，金属处于不断增长的固相收缩应力作用之 下，变形方式主要是依靠位错或空位沿着晶界的扩散、移动进行。当沿晶 界的扩散变形遇到障碍时（如三晶粒相交的顶点），就会因应变集中导致 裂纹。空穴开裂理论认为晶界滑动和晶界迁移同时发生，两者共同作用可 形成晶界台阶，进而形成空穴并发展成微裂纹。
TB－脆性温度区 TH－合TB肥上工限业大学TS材'－料T科B下学限与工程学院制作
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三、热裂纹的影响因素及防止措施
冶金因素 工艺因素 防止热裂纹的措施
结晶裂纹倾向试验
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（一）影响热裂纹倾向的冶金因素
凝固温度区的影响 合金元素和杂质元素的影响 凝固组织形态的影响
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1．凝固温度区的影响
凝固温度区增大 温 度 /℃
脆性温度区范围增大
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2、合金元素和杂质元素的影响
合金元素尤其是易形成低熔点共晶的杂质元素是影响
热裂纹产生的重要因素。
硫和磷 是钢中最有害的杂质元素，在各种钢中都会增加
热裂纹倾向。它们既能增大凝固温度区间，与其他元素形成 多种低熔点共晶，又是钢中极易偏析的元素。
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凝固裂纹的倾向增大 合金相图与结晶裂纹
裂
wB /%
纹
倾
向
/%
wB /%
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温 度 T/ ℃
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a）
b）
c）
d）
图13-53 二元合金相图与凝固裂纹倾向的关系
a）完全互溶 b）有限固溶 c）机械混合物 d）完全不固溶 虚线－凝固裂纹倾向的变化
Ni-B Ni-Al Ni-Zr Ni-Mg
共晶成分（质量分数/%）
Fe，FeS（S31）
Fe，Fe3P（P10.5） Fe3P，FeP（P27） Fe3Si，FeSi（Si20.5） Fe，FeSn（Fe2Sn2，FeSn）
（Sn48.9）
Fe，TiFe2（Ti16） Ni，Ni3S2（S21.5）
脆 的 量性 作 越温 用 大度 时 ，区间形成就T热越B 裂长越TT纹，大SS的产，' 倾生收向的缩越应应大变力。
1
2
ε＝ f (T)
3
随TB温内度的下应降变，增应长变率ε∂ε增/大∂T。越大，越容易产ε,生δ 裂纹。
应工线表ε－2变艺示所应增因。对变C长素图S应率有1T的3与 关越δ-－4∂材 。大8ε塑质/，∂性产T有材关为生料T，临对凝L－还界热固液与应裂裂相焊变纹纹线接增敏规长的感范率性T条S、，越－件拘用小固束“。相程C线S度T”等