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再熱裂紋的機理

再熱裂紋的形成,簡單來說就是晶內(nèi)由于強化強度很大而晶界強度較弱,在焊后熱處理時,應力松弛時的形變集中加在了晶界上,一旦晶界應變超出了晶界的強度極,會導致沿晶界開裂產(chǎn)生裂紋。

(1)再熱裂紋形成的內(nèi)因  焊接時,熔合線附近的熱影響區(qū)被加熱到1200℃左右,尤其是厚板多次被加熱后,晶粒粗大,而在冷卻時強碳化物析出較慢,同樣在埋弧焊時,由于線能量較大,焊縫中間的晶粒也較粗大,在隨后的SR處理(480～680℃)過程中,碳化物(V4C3、NbC、MoC等)在晶內(nèi)彌散沉淀,從而強化了晶內(nèi)(晶內(nèi)熱強性好),使熱處理時,應力松弛時的應變集中加載在晶界上;晶粒粗大,使承載應變的晶界數(shù)銳減,同樣應變單位晶界應變量大大增加;另外,在焊后SR處理時,低熔點雜質(zhì)及B、Sb、Sn、As等微量元素偏析于晶界,減弱了晶界的塑性,應變超過晶界的塑性極限就形成開裂。

(2)再熱裂紋形成的外因  上面簡述了再熱裂紋的內(nèi)因,但要產(chǎn)生再熱裂紋還需要外因的存在,外因的產(chǎn)生應該從焊接殘余應力和膨脹應力兩個部分來考慮。

焊后消應力熱處理時,焊接殘余應力通過松弛蠕變變形得以降低,當材料的變形難以滿足這種變形要求時,就會產(chǎn)生裂紋。在焊接區(qū),低熔點化合物、偏析及粗晶脆化區(qū)的存在,由于晶界強度、韌性不足,不能抵抗蠕變膨脹變形而產(chǎn)生裂紋失效。