延迟裂纹及再热裂纹

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16MnDR焊接再热裂纹原因分析及预防措施_0

16MnDR焊接再热裂纹原因分析及预防措施_0

16MnDR焊接再热裂纹原因分析及预防措施摘要本文通过对某天然气管道工程过滤器16MnDR壳体纵缝裂纹宏观形貌、母材及焊缝金属化学成分、焊接及热处理工艺参数等相关因素进行调查分析,提出16MnDR焊接再热裂纹的形成原因及预防措施。

关键词16MnDR;再热裂纹;焊接0 引言国内某天然气长输管道项目压气站的一台过滤器于2009年12月投入运行,2013年6月在地方技术质量监督部门进行的定期监检时发现,筒体一条纵缝存在多处表面裂纹。

我公司受业主委托对对裂纹原因进行调查并提出预防措施。

调查人员通过对裂纹宏观形貌检测、壳体母材及焊缝金属化学成分分析,对制造过程重要工序焊接、热处理、无损检测等原始记录的审核,最终确定该焊缝裂纹为焊后热处理再热裂纹。

1 调查过程调查人员经过对裂纹焊缝的UT和MT无损探伤检测,发现裂纹均发生在过滤器壳体一侧纵缝的焊趾处,呈表面开放状纵向裂纹,深度0mm~26mm不等,累计长度1m左右。

审核该设备出厂文件,筒体钢板材质为16MnDR,厚度56mm,纵缝焊接方法为埋弧自动焊,X型坡口对接,焊丝牌号H10Mn2,规格φ4.0,焊剂SJ101。

施焊时环境温度20℃~26℃,相对湿度39%~48%,焊接电流450A~520A,电压34 V~38V,层间温度100℃~150℃,上述参数均在焊接工艺评定范围内,但施焊记录中缺少焊接速度和预热温度两个重要参数。

此工艺为16MnDR钢的成熟焊接工艺,已经过多年实践检验,审核该纵缝原始射线探伤底片和评片记录,一次探伤有3处焊道未熔合缺陷,二次探伤底片未发现超标缺陷,表明该裂纹的是在制造厂无损检测之后产生的缺陷。

审核出厂文件中的焊后热处理记录,设备进炉温度、升温速度、热处理温度、保温时间、炉内冷却温度、出炉空冷温度等参数均符合GB150-1998标准“10.4.5焊后热处理方法”的相关要求,但炉内升温和降温速度分别只有45.8℃/h和19.09℃/h,均低于标准规定的炉内升温、降温最低速度参数(最小可为50℃/h),特别是炉内冷却速度明显偏低。

失效案例分析

失效案例分析

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b.氢致开裂(HIC)
在钢的内部发生氢鼓 泡区域,当氢的压力 继续增高时,小的鼓 泡裂纹趋向于相互连 接,形成有阶梯特征 的氢致开裂。氢致开 裂发生不需要外加应 力(载荷应力、残余 应力),故从概念讲 不属于应力腐蚀破坏 范畴。
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c.硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)
• 硫化氢在液相水中,由于电化学的作用,在阴极反应时生成氢 原子渗透到钢的内部,溶解于晶格中,导致脆性增加(氢原子 渗透到钢的内部晶格,在亲和力的作用下生成氢分子,钢材晶 格发生变形,材料韧性下降,脆性增加),在外加拉应力或残 余应力的作用下形成开裂。
2、焊接裂纹有不同的特性,要根据不同的裂纹产生机理 及形式选择检测的时机与方法,提高检验的有效性。
• 延迟裂纹 • 液化裂纹
3、对于易产生焊接裂纹的钢种,一旦发现裂纹,应扩大 检验比例。
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案例1:反应流出物换热器管箱入口不锈钢法兰开裂
某石化炼油厂,2010年大修检验发现,反应流出物换热器管箱入口 不锈钢法兰开裂。 主要原因:
P≤0.008%、Mn≤1.30%,且应进行抗HIC性能试验或恒 负荷拉伸试验。
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在湿硫化氢应力腐蚀环境中使用的其它材料制设备和管 道应符合下列要求:
铬钼钢制设备和管道热处理后母材和焊接接头的硬度应不 大于HB225(1Cr-0.5Mo、1.25Cr-0.5Mo)、HB235 (2.25Cr-1Mo、5Cr-1Mo)或HB248(9Cr-1Mo);
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湿硫化氢环境分类(NACE 8X196) 一类:不选用抗HIC钢,可不做热处理 二类:可选抗HIC钢,要进行热处理 三类:选用抗HIC钢,要进行热处理

焊接裂纹产生机理及其防治

焊接裂纹产生机理及其防治

σcr ——插销试验临界应力(N/mm2);
[H]——扩散氢含量(JIS测氢法)(mL/100g);
t8/5——800~500℃冷却时间(s); t100——由峰值温度冷至100℃冷却时间。
cr (132 .3 27.5lg([H] 1) 0.216 HV 0.0102 t100) 9.8 式中 [H]——扩散氢含量(mL/100g); HV——热影响区的平均最大硬度(维氏).
第1讲 焊接裂纹产生机理及其防治
结晶裂纹产生条件: a.脆性温度区间TB大小; b.脆性温度区间金属塑性Pmin ; c.脆性温度区间应变增长率. 脆性温度区间TB/脆性温度区间金属塑性Pmin 取决于: a.焊缝化学成分; b.偏析程度; c.晶粒大小和方向. 脆性温度区间应变增长率取决于: a.金属热物理性能;a.接头刚度;c.焊接工艺参数
在焊缝结晶过程固相线附近,由于凝固金属收缩, 残余液体金属不足而不能及时填充,在应力作用下发 生沿晶开裂. 特征:a.裂纹断面有氧化彩色;b.焊缝中发生. 结晶裂纹产生原因: a.焊缝含杂质多(含硫、磷、碳、 硅偏高); b.凝固过程产生拉伸应力.
第1讲 焊接裂纹产生机理及其防治
图1 焊缝中的结晶裂纹
b. 减小焊接过程应力; c. 降低温度;
第1讲 焊接裂纹产生机理及其防治
第1讲 焊接裂纹产生机理及其防治
二 冷裂纹(Cold Cracking) 焊后冷至较低温度(马氏体转变温度Ms附近),由 拘束应力/淬硬组织和氢共同作用产生. 特征:a.主要在热影响区;b.焊缝少(横向裂纹). 1. 延迟裂纹 特点:a.具有延迟现象. b.决定于钢种淬硬倾向 /焊 接接头应力状态和熔敷金属中扩散氢含量. 2. 淬硬脆化裂纹 特征:a.钢种淬硬倾向大;b.没有氢诱发/仅拘束应 力作用;c.没有延迟现象;d.出现热影响区或焊缝. 3. 低塑性脆化裂纹 特点:a.低塑性材料;b.无延迟现象.

延迟裂纹和再热裂纹

延迟裂纹和再热裂纹

1、有延迟裂纹倾向的材料是指那些材料?点答:延迟裂纹属于冷裂纹。

所谓冷裂纹,是指在焊后冷至马氏体转变温度M3以下产生的裂纹,一般是在焊后一段时间(几小时,几天甚至更长)才出现,固称延迟裂纹。

淬硬组织是引起冷裂纹的决定因素。

当焊接冷却速度较大时,热影响区会出现贝氏体和大量的马氏体组织。

尤其当形成粗大的孪晶马氏体时,其缺口敏感性增加,脆化严重,在焊接应力的作用下产生冷裂纹。

此外由于扩散氢的富集在淬硬脆化区引起显微裂纹。

裂纹尖端形成的三向应力区再行诱导氢扩散富集,使显微裂纹扩散成为宏观裂纹,这就是延迟裂纹。

有延迟裂纹倾向的材料主要是指各种低合金高强度钢。

随着钢强度级别的提高,合金元素的增加,其淬硬倾向逐渐增大,发生延迟裂纹的倾向也越大。

目前一般认为冷裂纹敏感性大的材料主要是屈服强度450Mpa以上或抗拉强度540Mpa以上的低合金高强钢,牌号包括15MnVNR、18MnMoNbR、13MnNiMoNbR、07MnCrMoVR、07MnNiCrMoVDR等;以及一些低合金耐热钢,牌号有 1.0Cr0.5Mo (15CrMo)、1.25Cr0.5Mo(14Cr1Mo)、1Cr-0.5Mo-V、2.25Cr-1Mo(12Cr2Mo1)等;以及一些马氏体不锈钢,如1Cr13、2Cr13、4Cr13、2Cr12WMoV、2Cr12MoV、2Cr12Ni3MoV等。

2、有再热裂纹倾向的材料是指那些材料?答:再热裂纹是指焊接接头冷却后再加热至500℃~700℃时产生的裂纹。

再热裂纹产生于沉淀强化的材料(如含Cr、Mo、V、Ti、Nb的金属)的焊接热影响区内的粗晶区,一般从熔合线向热影响区的粗晶区发展,呈晶间开裂特征。

再热裂纹多发生在低合金高强度钢焊接结构在焊后消除应力热处理时,尤其是沉淀强化型低合金高强度钢,更应注意防止再热裂纹。

试验证明,我国的16MnR、15MnVR、15MnVNR等钢种对再热裂纹不敏感;18MnMoNb只有轻微的敏感性。

不锈钢是否需要焊后热处理

不锈钢是否需要焊后热处理

不锈钢是否需要焊后热处理焊后热处理的作用:通过焊后热处理可以解决焊接残余应力,软化淬硬区,改善组织,减少含氢量,从而降低焊接接头的延迟裂纹倾向。

问题案例:既然焊后热处理可以解决焊接残余应力,那是否所有的金属材料都需要焊后进行热处理?某石化公司高温高压渣油加氢装置TP347厚壁管道(ø427×50)焊后经RT射线检测未发现超标缺陷,但经过稳定化热处理后却发现大量裂纹。

以下介绍两个定义:焊接热裂纹与再热裂纹。

定义①焊接热裂纹分为两种,其一为凝固裂纹(或叫结晶裂纹),结晶裂纹是焊接熔池在次结晶晶界的开裂,一般发生在凝固线温度(T,)区间,结晶裂纹只出现在焊缝中,尤其易出现在弧坑中,此时也叫弧坑裂纹;其二为液化裂纹,液化裂纹是紧靠熔合线的近焊缝区过热段的母材晶界被局部重熔、出现晶间液膜分离,在收缩应力的作用下产生的裂纹,液化裂纹常出现在近焊缝区。

无论是晶界裂纹还是液化裂纹,都具有沿晶开裂的特点。

热裂纹的微观特征表现为:晶粒有明显的树枝状突出,晶间面圆滑,断口有明显的氧化。

热裂纹一般比较细小,它既可能出现在焊缝表面,也可能出现在焊缝金属内部。

347/H比321/H等更容易出现热裂纹的主要原因:铌是强烈的氮化物和碳化物形成元素,可明显提高钢的室温性能和高温性能。

铌还是一种细化晶粒的元素,含微量的铌(例如0.03%)就能显著细化钢材的晶粒,并提高钢的室温抗拉强度。

而高的强度对抗热裂反而不利。

铌与铁、碳等元素易形成低熔点共晶物,增加焊缝金属的热裂纹倾向,工程上,347/H不锈钢中的Nb/C应不小于10,但铌含量不宜超过1%。

定义②再热裂纹是指焊后对焊接接头再次加热时所产生的开裂现象。

再热裂纹常发生在靠近再结晶温度的温度区间,它与液膜无关,而是由于再结晶导致的晶界韧性陡降,在焊接残余应力发生应力松弛时引起的应变超过晶界金属的变形能力而导致的开裂。

再热裂纹的产生有两个条件:(1)存在焊接残余应力或外载荷引起的应力集中。

焊接裂纹的分析与处理

焊接裂纹的分析与处理

焊接裂纹的分析与处理我们在厂修车体、车架、转向架构架时经常会遇到焊缝或母材的裂纹。

我们已经讲过裂纹的判断,判断出裂纹以后就需要对裂纹进行处理。

如果我们在处理之前对裂纹没有一个准确的分析,就不可能制定出最佳的处理方案。

因此必须要对裂纹进行认真的分折。

根据焊接生产中采用的钢材和结构类型不同,可能遇到各种裂纹,裂纹多产生在焊缝上,如焊缝上的纵向裂,焊缝上的横向裂。

也可以产生在焊缝两侧的热影响区,焊缝热影响区的纵向裂,焊接影响的横向裂纹,焊接热影响区的焊缝贯穿裂纹,有时产生在金属表面,有时产生在金属内部,如焊缝根部裂、焊趾裂,有的裂纹用肉眼可以看到,有的则必须借助显微镜才能发现,有的裂纹焊后立即出现,有的则是放置或运行一段时间之后才出现。

1.焊缝裂纹的分类根据裂纹的本质和特征,可分为五种类型:即热裂纹、冷裂纹、再热裂纹、层状撕裂及应力腐蚀裂纹。

1.1热裂纹热裂纹是在高温情况下产生的,而且是沿奥氏体晶界开裂,就目前的理解,把裂纹又分为结晶裂纹、液化裂纹、多边化裂纹三类。

(1)结晶裂纹—结晶裂纹的形成期,是在焊缝结晶过程中且温度处在固相线附近的高温阶段,即处于焊缝金属的凝固末期固液共存阶段,由于凝固金属收缩时残存液相不足,致使沿晶开裂,故称结晶裂纹,由于这种裂纹是在焊缝金属凝固过程中产生的,所以也称为凝固裂纹。

结晶裂纹的特征:存在的部位主要在焊缝上,也有少量的在热影响区,最常见的是沿焊缝中心长度方向上开裂,即纵向裂,断口有较明显的氧化色,表面无光泽,也是结晶裂纹在高温下形成的一个特征。

(2)液化裂纹—焊接过程中,在焊接热循环峰值温度作用下,在多层焊缝的层间金属以及母材近缝区金属中,由于晶间层金属被重新熔化,在一定的收缩应力的作用下,沿奥氏体晶界产生的开裂,称为“液化裂纹”也称“热撕裂”。

液化裂的特征:①易产生在母材近缝区中紧靠熔合线的地方(部分溶化区),或多层焊缝的层间金属中。

②裂纹的走向,在母材近缝区中,裂纹沿过热奥氏体晶间发展;在多层焊缝金属中,裂纹沿原始柱状晶界发展,裂纹的扩展方向,视应力的最大方向而定,可以是横向或纵向;并在多层焊焊缝金属中,液化裂纹可以贯穿层间;在近缝区中的液化裂纹可以穿越熔合线进入焊缝金属中。

再热裂纹产生机理影响因素及防治措施

再热裂纹产生机理影响因素及防治措施

再热裂纹产生机理影响因素及防治措施定义:焊后再加热消除应退火高温工作时500—600℃过程中产生裂纹称再热裂纹。

一、 再热裂纹的特征1、 热裂纹产生部位:近缝区的粗晶区,止裂于细晶区,沿晶间开裂,裂纹大部分晶间断裂,沿熔合线方向在奥氏体粗晶粒边界发展2、 产生再热裂纹具有敏感的温度范围,一般在500~700℃低于500或高于700℃,再加热不易出现再热裂纹3、 有大量的内应力存在,及应集中,在大拘束度的厚件或应力集中部位易产生再热裂纹4、 易产生在具有沉淀强化作用的钢材中。

如含Cr 、Mo 、V 等能形成碳化物沉淀相的低合金钢,易产生再热裂纹。

普通碳素钢和固溶强化的金属材料不发生。

裂纹产生,晶界滑动→微裂→扩展→裂纹二、 产生机理1、 一般条件()临c εε≥产生裂纹e —产生裂纹的晶界微观局部的实际塑性变形量e c :产生裂纹的晶界微观局部的最大塑性形变能力 e 实际塑性应变:接头的残余应力经再加热产生应力松驰而引起,与接头的拘束度残余应力,应力集中有关。

c 晶界的塑性形变能力:与晶界的聚合强度(结合力),蠕变抗力,晶粒大小有关。

公式含义是若实际的塑性变形量超过最大塑性变形能力时,产生裂纹。

再热裂纹是由于晶界优先滑动导致纹成核而发生和发展的,也就是说在焊后热处理过程中,晶界处于相对弱化的状态,而晶内则处于相对强化状态。

2、 再热裂纹产生机理1)、晶界杂质析集弱化说 ①晶界析集P 、S 、n b S S 、 ②硼化物沿晶析集2)、二次沉淀理论 晶内沉淀强化在焊后加热中,晶内产生二次沉淀相,使晶内变形抗力增强,使形变向晶界集中,同时晶界由于粗大碳化物吸出合金元素?化,以及脆性杂质偏析,而大大弱化了。

上述两方面原因促成变形主要在晶界进行,当晶界实际塑性变形量大于它的临界变形能力时,导致晶界开裂。

①具有沉淀强化的元素只有与C 亲和力较强的元素才能起到沉淀强化e n r b r i F M C M W V N Z T 、、、、、、、、0C 化物稳定性②焊接高温时过热区合金元素全部溶入A 中,A 长大③焊后冷却由于冷却速度快,合金元素以过饱和形式溶入在F 中,渗碳体C F e 3,一般出现在位错、空位、缺陷等处。

第2讲 焊接裂纹

第2讲  焊接裂纹

第2讲焊接裂纹1、焊接时的温度循环图图1焊接温度循环图2、焊接接头中的裂纹34*结晶**,**钢中。

4.1较低熔点1)2)3)结晶裂纹都是沿焊缝树枝状晶的交界处发生和发展,一般产生在焊缝中心位置,最常见的是沿焊缝中心纵向开裂,也有时发生在焊缝内的两个树枝晶之间。

裂纹面上可以看到氧化色彩。

断口表面扫描电子图像可以看到完整的、成束排列的树枝晶,表面光滑,是高温下液相结晶形成的自由表面。

裂纹产生于焊缝中心的最后结晶区裂纹断口表面平行于焊缝纵向,可看到完整成束排列的树枝晶图4热裂纹形态4.2液化裂纹热影响区内液化裂纹的形成:焊接过程中的受热使近缝区(粗晶区)被加热到接近材料固相线附近的温度。

这样会使晶界上的低熔点物质熔化并以薄膜的形式分布在晶粒的表面上。

在较高的收缩应力的作用下,会使这种已经削弱了的晶粒之间的连接沿晶界造成开裂。

焊缝上液化裂纹的形成:多层焊时,先焊的焊道受后焊焊道的热作用(形成粗晶区),会受到与热影响区的部分区域相同的影响。

因此在较高的峰值温度作用下会使晶界上的低熔点共晶物熔化并在收缩应力的作用下造成开裂。

在近缝区产生的液化裂纹,大致与熔合线平行多层焊焊缝中产生的液化裂纹,沿柱状晶发展图5液化裂纹走向液化裂纹的特点和产生部位:液化裂纹是奥氏体晶界开裂的微裂纹,尺寸很小(0.5mm以下),一般只有在金相磨片上作显微观察才能发现,可能成为冷裂纹、再热裂纹脆性破坏和疲劳断裂的发源地。

常出现在焊缝熔合线的凹陷区和多层焊的层间过热区(如图6)。

1凹陷区2多层焊层间图6液化裂纹产生部位4.3再热裂纹等)在晶扩展。

5、热(5.1S和Si在小于与S5.2产生结晶裂纹的充分条件是力的作用,亦即应力作用。

产生结晶裂纹的条件必须是冶金因素和力学因素共同作用。

5.3工艺因素——通过减小热输入,在焊缝中避免粗大的树枝状的组织,得到具有较小晶粒尺寸的无序的细胞状组织。

——通过降低焊接速度使晶粒的端部并列长大挤压在一起,以避免偏析的集中。

消 氢 处 理

消 氢 处 理

消氢处理消氢热处理,也称后热处理。

即在焊后将焊件加热到250~350℃,保温2~6小时,目的是使焊缝中的扩散氢加速逸出,大大降低焊缝和热影响区中的氢含量,防止产生冷裂纹。

一般淬硬倾向较大的材料,焊后需要消氢热处理,以免出现冷裂纹。

防止氢腐蚀的途径有:一是降低降低钢中碳的含量,例如采用微碳纯铁,可以完全消除氢腐蚀产生的根源;二是采用抗氢钢,在钢中加入钼、铬、钨、铌、钛等元素,形成稳定的铬、钼等碳化物,使氢与碳不能结合。

我国生产的中温抗氢钢有:15CrMoR、14Cr1MoR等。

顺便说说延迟裂纹和再热裂纹。

1 延迟裂纹1.1 延迟裂纹的定义:焊接后经过一段时间才产生的裂纹为延迟裂纹。

延迟裂纹是冷裂纹的一种常见缺陷,它不在焊后立即产生,而在焊后延迟几小时、几天或更长时间才出现。

1.2 有延迟裂纹倾向的材料16MnR、15MnVR(鞍钢研制,现基本不生产了)、15MnNbR、18MnMoNbR(不好购买)、13MnMoNbR(仿制日本的BHW35,是单层厚壁用钢,焊接性能好但价格高)、07MnCrMoVR、07MnNiMoVDR和日本的CF-62系列钢。

2 热裂纹2.1 热裂纹定义:焊接过程中在300℃以上高温下产生的裂纹为热裂纹。

热裂纹一般有在稍低于凝固温度下产生的凝固裂纹,也有少数是在凝固温度区发生的裂纹。

2.2 热裂纹产生的原因热裂纹的产生原因是焊接拉应力作用到晶界上的低熔共晶体所造成的。

焊接应力是产生裂纹的外因,低熔共晶体是产生裂纹的内部条件。

焊缝中偏高的S 与Fe能形成低熔点共晶体,所以偏高的S是主要因素。

在压力容器焊接中,降低线能量或采用多层焊是防止热裂纹的一种有效方法。

3 再热裂纹3.1 再热裂纹的定义:焊接完成后,焊接接头在一定温度范围内再次加热(消除应力热处理或其它加热过程)而产生的裂纹为再热裂纹。

在消除应力热处理过程中产生的再热裂纹又称消除应力处理裂纹,也叫SR裂纹。

3.2 再热裂纹的产生原因产生再热裂纹的原因有二:一是与钢中所含碳化物形成元素(Cr、Mo、V、Ti及B等)有关。

乙烯裂解炉对流段P91炉管焊接工艺及应用

乙烯裂解炉对流段P91炉管焊接工艺及应用

乙烯裂解炉对流段P91炉管焊接工艺及应用近几年来,笔者亲身参与了国内多套乙烯裂解炉对流炉管的焊接任务,其中某一套乙烯裂解炉对流段,有一组炉管采用了P91材料,规格:φ73×9.53mm,单组盘管焊口共216道。

因为质量要求高,焊接难度大,操作空间狭小,所以这组炉管是整套乙烯裂解炉管焊接的难点。

P91是9Cr-1Mo钢的一种改进型钢种,属于马氏体耐热钢,具有良好的抗高温氧化性,较高的高温强度和优良的耐腐蚀性能。

在国内的石化装置上,P91管材逐步取代TP304不锈钢及12CrMoV钢等管材,作为奥氏体耐热钢的换代材料,广泛用于高温领域。

一、材料焊接性分析1、热裂性。

热裂纹产生的主要原因是焊缝中低熔点硫、磷共晶物和低熔点的金属共晶物在晶界区的析出形成液态膜残留下来,受到焊接收缩应力的作用而发生的。

从P91的化学成分来看,虽然其杂质元素S和P的含量较低,但应考虑因合金倾向元素的偏析和焊材成分可能带来的不利影响,同时,管壁较厚引起拘束度的增大,从而可能使其产生一定的热裂倾向。

2、冷裂性。

P91钢的Cr、Mo等合金元素的含量较高,因此它的淬硬性较大,冷裂倾向也大,焊缝的金相组织为马氏体,这种组织容易导致产生冷裂纹。

焊接P91钢时,由于焊缝区扩散氢与焊接残余应力的共同作用,焊缝金属和热影响区都极容易产生冷裂纹,而且裂纹表现出氢致延迟裂纹的形式,可在焊后几小时甚至数天产生。

3、再热裂纹倾向。

再热裂纹的倾向与钢中碳化物形成元素的特性及其含量有关,它一般产生于焊接热影响区的粗晶区,与焊接热规范及由此引起的焊接应力有一定的关系。

按碳化物形成元素影响的强弱顺序为V,Nb,Ti,Mo,而Cr的影响较为特殊,当Cr含量<1%时,随着Cr含量的增加,再热裂纹倾向加大;当Cr含量>1%时,随着Cr含量的增加,再热裂纹倾向反而减小。

即使这样,P91钢还是存在一定的再热裂纹倾向。

因此,除了控制焊缝的合金成分在合适的范围内之外,尚应确定合适的焊接规范和焊后热处理规范,同时应尽量缩短在再热裂纹敏感区间的时间。

再热裂纹

再热裂纹

再热裂纹一、再热裂纹的特征(1)产生在近缝区的粗晶区,属于晶间断裂。

裂纹沿熔合线母材侧的A体粗晶晶界扩展,至细晶区止裂(2)加热前焊接接头存在残余应力和应力集中,应力集中系数K越大,产生再热裂纹所需的临界应力σcr越小(3)存在易产生再热裂纹的敏感温度区(图5-76),如低合金一般在500~700℃,A体钢在700~900℃(4)再热裂纹发生在含有一定沉淀强化元素的钢。

二、再热裂纹机理1.焊后热处理时,残余应力松弛导致晶界优先滑动,结果造成裂纹发生和扩展。

也就是说,粗晶区的应力集中部位的变形量超过了该部位的塑性变形能力。

晶界滑动可能是晶内强化(晶内二次硬化),也可能是晶界弱化(晶界杂质析出弱化)。

含有Cr、Mo、V、Ti等易形成碳化物、氮化物元素的钢和有Ni3(Al,Ti)相时效强化的镍基合金,焊接加热时发生固溶,冷却时来不及析出。

焊后再加热时,晶内析出这些碳化物、氮化物和沉淀相,造成晶内二次硬化。

这时发生的应力松弛变形就集中在晶界。

当晶界塑性不足时,就会产生再热裂纹。

2. 晶间杂质析集弱化作用再热裂纹处有杂质在晶界析集,所以再热裂纹可能是杂质在晶界析出而造成晶界本身弱化(图5-79)。

杂质越多,再热裂纹的敏感性越大。

三、再热裂纹的影响因素及防治1. 冶金因素(1)化学元素对再热裂纹的影响Cr、Mo含量对再热裂纹的影响。

C含量对再热裂纹的影响。

V、Nb、Ti含量对再热裂纹的影响。

(2)钢的晶粒度晶粒越粗大,越容易产生再热裂纹2.焊接工艺因素(1)焊接线能量E E过大可造成过热区晶粒粗大,易发生裂纹;但E太小造成冷速加大可形成硬脆组织,也易开裂。

(2)预热及后热的影响防止再热裂纹比防止冷裂纹需要更高的预热温度(3)选用低强度焊缝适当降低焊缝强度以提高其塑性变形能力,减轻近缝区塑性应变的集中程度,有利于降低再热裂纹敏感性。

有时仅在焊缝表面用低强高塑性抗再热裂纹焊条盖面即可达到防裂作用。

(4)降低残余应力和避免应力集中结构设计合理,焊缝避免出现咬边、未焊透、加强高过高等应力集中的缺陷。

再热裂纹

再热裂纹

焊接再热裂纹试验(welding reheat crackingtesting)检验金属焊接接头再热裂纹敏感性的金属焊接性试验。

有以下4种:(1)改进里海(Lehigh)拘束试验。

其试样和坡口形状如图1所示。

再热裂纹试验时,在坡口内焊一道焊缝,形成大的焊接残余应力,焊后进行消除应力处理,最后用金相法检查裂纹。

为防止在焊接时产生冷裂纹,应进行适当的预热。

与此相仿的斜Y型坡口对接裂纹试验,也可以用类似方法进行再热裂纹敏感性试验。

(2)H型拘束试验(图2)。

焊接时预热和层间温度控制在150~200℃;电流为150~180A(φ4mm焊条)和180~240A(φ5mm焊条),电弧电压25V,直流反接;焊后进行消除应力热处理,然后检查接头上的再热裂纹。

(3)简单对接试样(图3)。

两块钢板对接,试验时先在试样小坡口内焊一道相当于根部打底焊道,然后在大坡口内熔敷多条焊道,这样逐步贴紧试验焊道,形成拉伸应力。

对焊缝进行着色检查,确认无裂纹后,以50℃/h的加热速度升温到600℃,保温3h。

最后由A~E5个截面都用金相法检查有无再热裂纹。

(4)缺口试样应力松弛试验(图4)。

在热模拟机上经过一定的模拟热循环处理以后,在消除应力退火温度下拉伸。

当加热到稳定的试验温度后对试样加载到某一应力水平,然后考查受载过程中的应力松弛情况。

最后可以求得热循环峰值温度、应力松弛温度、冷却速度、应力松弛起始应力与应力松弛断裂寿命的关系。

此外,还可以对不同钢种进行比较。

延迟裂纹及再热裂纹1 延迟裂纹1.1 延迟裂纹的定义焊接后经过一段时间才产生的裂纹为延迟裂纹。

延迟裂纹是冷裂纹的一种常见缺陷,它不在焊后立即产生,而在焊后延迟几小时、几天或更长时间才出现。

1.2 有延迟裂纹倾向的材料16MnR、15MnVR(鞍钢研制,现基本不生产了)、15MnNbR、18MnMoNbR(不好购买)、13MnMoNbR(仿制日本的BHW35,是单层厚壁用钢,焊接性能好但价格高)、07MnCrMoVR、07MnNiMoVDR和日本的CF-62系列钢。

热裂纹

热裂纹

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
液态金属成形中的结晶裂纹倾向试验
(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
1.凝固温度区的影响
凝固温度区增大 脆性温度区范围增大 凝固裂纹的倾向增大 其他类型合金
裂 纹 倾 向 /% wB /% 温 度 /℃
1
2 ε= f (T)
3 ε,δ
图11-48 产生凝固裂纹的条件 TB 内的应变增长率 ∂ε /∂T 越大,越容易产生裂纹。 ε-应变 δ-塑性 TL-液相线 TS-固相线 线 2 所对应的 ∂ε/∂T 为临界应变增长率,用“ CST” TB-脆性温度区 TH-TB上限 TS'-TB下限 表示。 CST 越大,材料对热裂纹敏感性越小。
E R L
m R
m 是转换系数,与钢 的线胀系数、比热容、
l
F
F
δ L
接头坡口形式和焊接方
法等因素有关。
结构钢焊条药皮配方
钛钙型
1. 药皮组成物用量范围(%) 硅酸盐 碳酸盐 二氧化钛 钛铁矿 铁合金 25-40 15-22 35-45 0-25 10-15
低氢型
1. 药皮组成物用量范围 (%) 硅酸盐 碳酸盐 二氧化钛 <12 25-55 0-5
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。
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。
合金系
共晶成分(质量分数/%)
共晶温度/℃

1-3 再热裂纹

1-3 再热裂纹

1-3再热裂纹(消除应力裂纹)再热裂纹有的资料称“应力消除回火裂纹”GB/T3375-94焊接求语中称“消除应力裂纹”。

一. 消除应力裂纹(再热裂纹)定义:焊后焊件在一定温度范围再次加热时,由于高温及残余应力的共同作用而产生的晶间裂纹。

二. 再热裂纹(消除应力裂纹)的特征:1.再热裂纹(消除应力裂纹)产生的时间:再热裂纹(消除应力裂纹)的产生与温度焊后为消除应力而再次加热的条件有密切关系。

不同钢种的再热开裂具有不太相同的敏感温度范围,但都具有“C”形曲线的特征。

如右图:2.再热裂纹(消除应力裂纹)产生的部位:加热时间(1)再热裂纹(消除应力裂纹)最易产生的部位为焊接热影响区的粗晶区。

(2)呈典型的沿晶开裂特征;大体沿熔合线发展,裂纹不一定连读,至细晶区便可停止扩展。

(3)晶粒越粗大,越易于导致再热开裂。

三. 再热裂纹(消除应力裂纹)产生的条件:1. 晶内析出强化的影响:(合金元素的影响)并非所有的钢或合金都具有再热开裂倾向,只有那些合金元素含量较多而又能使晶内发生析出强化的金属材料,才具有明显的再热开裂倾向。

例如:(1)含铬(Cr)、钼(Mo)、钒(V)等能形成碳化物相的低合金钢(特别是耐热钢),以及镍(Ni)[铝(Al)、钛(Ti)]相(次奥氏体)时效强化的镍基合金,是易于产生再加热裂纹的典型材料。

(2)其原因比较公认的是:在焊后再次加热过程中,由于晶内析出强化,剩余应力松弛,应变或塑性变形将集中于相对弱化的晶界,因而易于导致沿晶开裂。

2.蠕变损伤作用:注:蠕变变形---金属在高温受力时,在所受的力低于测得的屈服点的情况下,而缓缓变形的现象。

(1)把再次加热过程中应力松弛看作是应力逐步随时间降低的蠕变现象。

(2)接头粗晶区晶粒粗化的同时,合金碳化物发生固溶,再次在5500C~7250C之间加热时,会析出一系列合金碳化物,同时在晶粒表面可能出现一个碳化物贫化区(或贫化带),导致蠕变抗力下降。

(3)再热裂纹的产生决定于蠕变损伤的累积。

延迟裂纹和再热裂纹

延迟裂纹和再热裂纹

延迟裂纹和再热裂纹1 延迟裂纹1.1 延迟裂纹的定义焊接后经过⼀段时间才产⽣的裂纹为延迟裂纹。

延迟裂纹是冷裂纹的⼀种常见缺陷,它不在焊后⽴即产⽣,⽽在焊后延迟⼏⼩时、⼏天或更长时间才出现。

1.2 有延迟裂纹倾向的材料16MnR、15MnVR(鞍钢研制,现基本不⽣产了)、15MnNbR、18MnMoNbR(不好购买)、13MnMoNbR(仿制⽇本的BHW35,是单层厚壁⽤钢,焊接性能好但价格⾼)、07MnCrMoVR、07MnNiMoVDR和⽇本的CF-62系列钢。

2 热裂纹2.1 热裂纹定义焊接过程中在300℃以上⾼温下产⽣的裂纹为热裂纹。

热裂纹⼀般有在稍低于凝固温度下产⽣的凝固裂纹,也有少数是在凝固温度区发⽣的裂纹。

2.2 热裂纹产⽣的原因热裂纹的产⽣原因是焊接拉应⼒作⽤到晶界上的低熔共晶体所造成的。

焊接应⼒是产⽣裂纹的外因,低熔共晶体是产⽣裂纹的内部条件。

焊缝中偏⾼的S与Fe能形成低熔点共晶体,所以偏⾼的S是主要因素。

在压⼒容器焊接中,降低线能量或采⽤多层焊是防⽌热裂纹的⼀种有效⽅法。

3 再热裂纹3.1 再热裂纹的定义焊接完成后,焊接接头在⼀定温度范围内再次加热(消除应⼒热处理或其它加热过程)⽽产⽣的裂纹为再热裂纹。

在消除应⼒热处理过程中产⽣的再热裂纹⼜称消除应⼒处理裂纹,也叫SR裂纹。

3.2 再热裂纹的产⽣原因产⽣再热裂纹的原因有⼆:⼀是与钢中所含碳化物形成元素(Cr、Mo、V、Ti及B等)有关。

如珠光体耐热钢中的V元素,会使SR裂纹敏感性显著增加;⼆是与加热速度和加热时间有关,不同的钢种存在不同的易产⽣再热裂纹的敏感温度范围。

因此,在制定焊后热处理⼯艺时,应尽量减少焊件在敏感温度范围内的停留时间。

前者是内在因素,后者是外在成因。

在条件允许的前提下,尽可能加快升温速度,尽快越过再热裂纹敏感区,从⽽防⽌产⽣再热裂纹。

但加热速度过快时,由于容器的表⾯与内部温差较⼤,容易产⽣很⼤的热应⼒,可能诱发焊件的变形与开裂。

延迟裂纹及再热裂纹

延迟裂纹及再热裂纹

延迟裂纹和再热裂纹1延迟裂纹1.1定义焊接后经过一段时间才产生的裂纹为延迟裂纹。

延迟裂纹是冷裂纹的一种常见缺陷,它不在焊后立即产生,而在焊后延迟几小时、几天或更长时间才出现。

1.2有延迟裂纹倾向的材料16MnR、15MnNbR、18MnMoNbR、13MnMoNbR(仿制日本的BHW35,是单层厚壁用钢,焊接性能好但价格高)、07MnCrMoVR、07MnNiMoVDR、日本的CF-62系列钢以及17Cr1Mo1V钢等。

2热裂纹2.1 定义焊接过程中在300℃以上高温下产生的裂纹为热裂纹。

热裂纹一般有在稍低于凝固温度下产生的凝固裂纹,也有少数是在凝固温度区发生的裂纹。

2.2 热裂纹产生的原因热裂纹的产生原因是焊接拉应力作用到晶界上的低熔共晶体所造成的。

焊接应力是产生裂纹的外因,低熔共晶体是产生裂纹的内部条件。

焊缝中偏高的S 与Fe能形成低熔点共晶体,所以偏高的S是主要因素。

在压力容器焊接中,降低线能量或采用多层焊是防止热裂纹的一种有效方法。

3再热裂纹3.1定义焊件焊后在一定温度范围内再次加热(消除应力热处理或其它加热过程)而产生的裂纹称为再热裂纹。

再热裂纹通常发生在熔合线附近的粗晶区中,从焊趾部位开始,延向细晶区停止。

钢中 Cr、Mo、V、Nb、Ti等元素会促使形成再热裂纹,其影响可用下式表示△G‘=Cr+3.3Mo+8.1V+10C-2当△G‘>2时,对再热裂纹敏感;当1.5<△G‘<2时,一般;当△G‘<1.5时,对再热裂纹不敏感。

再热裂纹又称消除应力处理裂纹,也叫SR裂纹。

3.2再热裂纹的产生原因产生再热裂纹的原因有二:一是与钢中所含碳化物形成元素(Cr、Mo、V、Ti及B等)有关。

如珠光体耐热钢中的V元素,会使SR裂纹敏感性显著增加;二是与加热速度和加热时间有关,不同的钢种存在不同的易产生再热裂纹的敏感温度范围。

因此,在制定焊后热处理工艺时,应尽量减少焊件在敏感温度范围内的停留时间。

前者是内在因素,后者是外在成因。

裂纹分类-热裂纹

裂纹分类-热裂纹
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(二)工艺因素方面
工艺方面主要是焊接工艺参数、预热、接头型 式和焊接顺序等,用工艺方法防止结晶裂纹主要 是改善焊接时的应力状态。
1.焊接工艺及工艺参数
适当增加焊接线能量和提高预热温度,可减小焊缝金属的应变率,从而 降低结晶裂纹的倾向。
2.接头形式 3.焊接次序
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四、近缝区液化裂纹
(一)液化裂纹的形成机理 液化裂纹的形成机理,一般认为是由于焊接
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以上仅从三个方面概要地讨论了冶金因素对产生结 晶裂纹的影响,它们之间往往是相互影响、错综复杂 的,有时还是矛盾的。总之,对于结晶裂纹的机理, 影响因素等均须作进一步研究。
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(二)力学因素对产生结晶裂 纹的影响
产生结晶裂纹的影响因素是很复杂的,但概括起来 主要是冶金因素和力学因素,二者之间既有内在的联 系,又有各自独立规律。对于各种情况下,产生结晶 裂纹的条件必须是冶金因素和力学因素共同作用,二 者缺一不可。
(6)镍 镍在低合金钢中易于与硫形成低熔共晶.因此会 引起结晶裂纹。但加入锰、钛等合金元素后,可以抑制硫 的有害作用。
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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。
8
9
在焊缝金属凝固结晶的后期,低熔点共晶被排挤在 柱状晶体交遇的中心部位,形成一种所谓“液态薄 膜” ,此时由于收缩而受到了拉伸应力,这时焊缝中 的液态薄膜就成了薄弱地带。在拉伸应力的作用下就 有可能在这个薄弱地带开裂而形成结晶裂纹。
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总括以上,产生结晶裂纹的原因,就在于 焊缝中存在 液态薄膜和在焊缝凝固过程中受到 拉伸应力共同作用的结果。因此, 液态薄膜是 产生结晶裂纹的 内因,而拉伸应力是产生结晶 裂纹的必要条件。

焊接接头再热裂纹产生原因、措施及方法

焊接接头再热裂纹产生原因、措施及方法

焊接接头再热裂纹产生原因、措施及方法近年来特种设备上低合金高强材料的应用越来越普遍,这与锅炉压力容器高温高压的工况有关,但特种设备在制造过程中往往发现焊缝在热处理后发现裂纹,特别如2.25Cr-1Mo,13MoNiMoR等材料,这引起了制造厂的注意。

焊接接头中裂纹的种类很多:1.结晶裂纹:焊接熔池凝固结晶时,在液相与固相并存的温度区间,由于结晶偏析和收缩应力应变的作用,焊缝金属沿一次结晶晶界形成的裂纹。

此类裂纹只发生在焊缝中(包括弧坑)。

2.液化裂纹:焊接过程中,在焊接热循环峰值温度作用下,在多层焊缝的层间金属与母材近缝区金属中,由于晶间金属/受热重新熔化,在一定的收缩应力作用下,沿奥氏体晶界开裂的现象,有的文献称为“热撕裂”。

3.高温低塑性裂纹:在液相结晶完成以后,焊接接头金属从材料的塑性恢复温度开始冷却,对于某些材料,当冷却到一定的温度范围时,由于应变速率和某些冶金因素的相互作用,引起塑性下降,导致焊接接头金属沿晶界开裂。

一般发生在比液化裂纹的部位距熔合线更远一些的热影响区。

4.再热裂纹:焊接后,在消除残余应力热处理或不经任何热处理的焊件,处于一定温度下服役的过程中,在一定条件下产生的沿奥氏体晶界发展的裂纹。

事实上再热裂纹是低合金高强钢焊接性要解决的主要问题之一,特别是某些含有较多碳化物形成元素(如Cr,Mo,V),并可产生沉淀碳化物的低合金高强钢和热强钢厚板焊缝中,往往就会在焊后消除应力热处理过程中产生再热裂纹,处理这些缺陷费工费时,对生产带来很大影响。

下面就再热裂纹的形成机理和制造过程中的预防措施及检验方法进行简析。

再热裂纹的机理再热裂纹的形成,简单来说就是晶内由于强化强度很大而晶界强度较弱,在焊后热处理时,应力松弛时的形变集中加在了晶界上,一旦晶界应变超出了晶界的强度极限时,就会导致沿晶界开裂产生裂纹。

1.1再热裂纹形成的内因焊接时,熔合线附近的热影响区被加热到1200℃左右,尤其是厚板多次被加热后,晶粒粗大,而在冷却时强碳化物析出较慢,同样在埋弧焊时,由于线能量较大,焊缝中间的晶粒也较粗大,在随后的SR处理(480~680℃)过程中,碳化物(V4C3、NbC、MoC等)在晶内弥散沉淀,从而强化了晶内(晶内热强性好),使热处理时,应力松弛时的应变集中加载在晶界上;晶粒粗大使承载应变的晶界数锐减,同样应变单位晶界应变量大大增加;另外,在焊后SR处理时,低熔点杂质及B、Sb、Sn、As等微量元素偏析于晶界,减弱了晶界的塑性,应变超过晶界的塑性极限就形成开裂。

消氢处理

消氢处理

消氢处理消氢热处理,也称后热处理。

即在焊后将焊件加热到250〜350 C ,保温2〜6小时,目的是使焊缝中的扩散氢加速逸出,大大降低焊缝和热影响区中的氢含量,防止产生冷裂纹。

一般淬硬倾向较大的材料,焊后需要消氢热处理,以免出现冷裂纹。

防止氢腐蚀的途径有:一是降低降低钢中碳的含量,例如采用微碳纯铁,可以完全消除氢腐蚀产生的根源;二是采用抗氢钢,在钢中加入钳、铭、鸨、锭、钛等元素,形成稳定的铭、钳等碳化物,使氢与碳不能结合。

我国生产的中温抗氢钢有:15CrMoR14Cr1MoFR?o顺便说说延迟裂纹和再热裂纹。

1延迟裂纹1.1延迟裂纹的定义:焊接后经过一段时间才产生的裂纹为延迟裂纹。

延迟裂纹是冷裂纹的一种常见缺陷,它不在焊后立即产生,而在焊后延迟几小时、几天或更长时间才出现。

1.2有延迟裂纹倾向的材料16MnR 15MnVR(鞍钢研制,现基本不生产了)、15MnNbR 18MnMoNbR (不好购买)、13MnMoNbR仿制日本的BHW35是单层厚壁用钢,焊接性能好但价格高)、07MnCrMoVR07MnNiMoVDR日本的CF-62系列钢。

2热裂纹2.1热裂纹定义:焊接过程中在300 C以上高温下产生的裂纹为热裂纹。

热裂纹一般有在稍低丁凝固温度下产生的凝固裂纹,也有少数是在凝固温度区发生的裂纹。

2.2热裂纹产生的原因热裂纹的产生原因是焊接拉应力作用到晶界上的低熔共晶体所造成的。

焊接应力是产生裂纹的外因,低熔共晶体是产生裂纹的内部条件。

焊缝中偏高的S与Fe能形成低熔点共晶体,所以偏高的S是主要因素。

在压力容器焊接中,降低线能量或采用多层焊是防止热裂纹的一种有效方法。

3再热裂纹3.1再热裂纹的定义:焊接完成后,焊接接头在一定温度范围内再次加热(消除应力热处理或其它加热过程)而产生的裂纹为再热裂纹。

在消除应力热处理过程中产生的再热裂纹乂称消除应力处理裂纹,也叫SR裂纹。

3.2再热裂纹的产生原因产生再热裂纹的原因有二:一是与钢中所含碳化物形成元素(Cr、Mo V、Ti 及B等)有关。

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可以计算一下材料的碳当量Ceq,当Ceq>0.4%时,焊接接头淬硬倾向大,可能出现冷裂纹也就是所谓的延迟裂纹,Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15 这是我国焊接常用的碳当量计算
再热裂纹是指:焊后焊件在一定温度范围内再次加热而产生的裂纹,如消除应力热处理或其它加热过程而产生的裂纹称为再热裂纹。

钢中Cr、Mo、V、Nb、Ti等元素会促使形成再热裂纹,
△G&prime;=Cr+3.3Mo+8.1V+10C-2
△G&prime;<1.5时,对再热裂纹不敏感。

1.5<△G&pri me;<2时,一般;
△G&prime;>2时,对再热裂纹敏感;
我认为这两种方法鉴定延迟裂纹和再热裂纹比较科学,也很常用,对焊接指导有很大意义,
延迟裂纹及再热裂纹
1 延迟裂纹
1.1 延迟裂纹的定义
焊接后经过一段时间才产生的裂纹为延迟裂纹。

延迟裂纹是冷裂纹的一种常见缺陷,它不在焊后立即产生,而在焊后延迟几小时、几天或更长时间才出现。

1.2 有延迟裂纹倾向的材料
16MnR、15MnVR(鞍钢研制,现基本不生产了)、15MnNbR、18MnMoNbR(不好购买)、13MnMoNbR(仿制日本的BHW35,是单层厚壁用钢,焊接性能好但价格高)、07MnCrMoVR、07MnNiMoVDR和日本的CF-62系列钢。

2 热裂纹
2.1 热裂纹定义
焊接过程中在300℃以上高温下产生的裂纹为热裂纹。

热裂纹一般有在稍低于凝固温度下产生的凝固裂纹,也有少数是在凝固温度区发生的裂纹。

2.2 热裂纹产生的原因
热裂纹的产生原因是焊接拉应力作用到晶界上的低熔共晶体所造成的。

焊接应力是产生裂纹的外因,低熔共晶体是产生裂纹的内部条件。

焊缝中偏高的S与Fe能形成低熔点共晶体,所以偏高的S是主要因素。

在压力容器焊接中,降低线能量或采用多层焊是防止热裂纹的一种有效方法。

3 再热裂纹
3.1 再热裂纹的定义
焊接完成后,焊接接头在一定温度范围内再次加热(消除应力热处理或其它加热过程)而产生的裂纹为再热裂纹。

在消除应力热处理过程中产生的再热裂纹又称消除应力处理裂纹,也叫SR裂纹。

3.2 再热裂纹的产生原因
产生再热裂纹的原因有二:一是与钢中所含碳化物形成元素(Cr、Mo、V、Ti及B等)有关。

如珠光体耐热钢中的V元素,会使SR裂纹敏感性显著增加;二是与加热速度和加热时间有关,不同的钢种存在不同的易产生再热裂纹的敏感温度范围。

因此,在制定焊后热处理工艺时,应尽量减少焊件在敏感温度范围内的停留时间。

前者是内在因素,后者是外在成因。

在条件允许的前提下,尽可能加快升温速度,尽快越过再热裂纹敏感区,从而防止产生再热裂纹。

但加热速度过快时,由于容器的表面与内部温差较大,容易产生很大的热应力,可能诱发焊件的变形与开裂。

所以,GB150-1998在10.4.5.1款中对升温速度及焊件的温差等进行了限制和规定。

同理,冷却速度也应控制。

针对不同焊件制定出先进合理、简单易行、能满足要求的热处理制度是制造单位的责任,也体现了其经验和技术水平。

3.3 采用较低升温速度的特殊情况
符合以下条件之一的焊件,宜采用较低的升温速度,否则也可能诱发焊件开裂:
1)导热性差的焊件;
2)形状复杂、厚度比相差悬殊的焊件;
3)厚度很大的焊件。

GB150-1998在10.4.5.1款中规定:最小升温速度为50℃/h,焊件进炉时的温度不得高于400℃。

若进炉温度过高,相当于提高了升温速度,使焊件内、外温差过大,在过高温差应力作用下易使焊件产生变形与开裂。

3.4 有再热裂纹倾向的材料
15MnVR、15MnNbR、18MnMoNbR、13MnMoNbR、07MnCrMoVR、07MnNiMoVDR和日本的CF-62系列钢。

即一些沉淀强化型高合金钢,该类钢的热处理温度要控制:低了应力释放不了;高了就会裂了。

具体由制造厂通过热处理制度来控制,推荐温度为580℃±20℃。

4 冷裂纹敏感性大的材料
一般认为Rm≥450MPa以上的材料都有可能发生冷裂纹。

如耐热钢、马氏体不锈钢、焊接含Ni的低合金钢、异种钢的焊接接头、特殊结构钢和堆焊层等。

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