含碳化物形成元素较多的低合金钢焊接接头,在高的拘束应力和危险的温度区间重复加热的共同作用下,会在热影响区内产生各种形式的再热裂纹。其中,最主要的有以下三种:
1)焊接接头在焊后消除应力处理过程中形成的再热裂纹,也称消除应力处理裂纹。
2)在500℃以上高温、高压的工作条件下,焊接接头在长期运行过程中形成的再热裂纹,这种裂纹只在二次沉淀硬化较严重的热强钢中产生。
3)堆焊层下再热裂纹,它出现于奥氏体不锈钢带极埋弧堆焊层下基材的热影响区内。如基材对再热裂纹较为敏感,这种裂纹在多层堆焊后就可能形成。有些裂纹则是在堆焊焊件消除应力处理过程中形成。
前两种再热裂纹都是在紧靠焊缝的熔合线加热温度达1200~1350℃的高温粗晶区内胚生,并沿着先前的奥氏体晶界扩展。图6-39示出低合金钢厚壁接头热影响区再热裂纹的典型形貌。
低合金钢焊接接头再热裂纹形成的温度范围取决于钢的合金成分。大都在500~650℃温度区间。再热裂纹的形成概率与加热温度和保温时间的关系示于图6-40。图示的“C”形曲线表明,对于特定钢种,都存在一个再热裂纹最敏感的温度时间区间。
图6-39 低合金钢厚壁接头热影响区再热裂纹的典型形貌(www.daowen.com)
图6-40 再热裂纹形成概率与加热温度和时间的关系
在低合金钢中,对再热裂纹较敏感的合金系列有:2.25Cr1Mo、0.5Mo-B、Cr-Mo-V、Cr-Mo-V-B、Cr-Ni-Mo-V-B和Mn-Ni-Mo-V等。再热裂纹的形成概率与合金元素含量有关。当合金元素含量超过某一临界值时,钢材的再热裂纹倾向随着合金元素含量的增加而加剧。
低合金钢再热裂纹的敏感性可以用再热裂纹指数PSR来评价,按钢材实际的合金含量进行估算。再热裂纹指数计算公式为:
如PSR≥0,则说明该种钢有可能产生再热裂纹。
低合金钢焊接接头再热裂纹的敏感性还与所选用的焊接热输入有关。当采用较大的热输入焊接时,由于热影响区内粗晶尺寸较大,区域较宽,为再热裂纹的形成提供了有利条件,形成再热裂纹的可能性增大。
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