S5高速鋼牌號？鋼材熱裂紋、再熱裂紋、冷裂紋、層狀撕裂產(chǎn)生原因及防治方法
S5高速鋼牌號？鋼材熱裂紋、再熱裂紋、冷裂紋、層狀撕裂產(chǎn)生原因及防治方法
層狀撕裂的形態(tài)與夾雜物的類型，形狀，分布和位置密切相關(guān)。
當層狀MnS夾雜物沿軋制方向占優(yōu)勢時，當硅酸鹽夾雜物主要為線性時，如鋁夾雜物不規(guī)則，則層狀撕裂具有清晰的階梯形狀。踩了
5）為了防止冷裂紋引起的層狀撕裂，應采取一些防止冷裂紋的措施，例如減少氫氣量，適當增加預熱和控制中間層溫度。
由于焊接生產(chǎn)中使用的鋼類型和焊接材料不同，不同類型的結(jié)構(gòu)，鋼度和特定的施工條件可能會導致各種形式的冷裂紋。但是，在生產(chǎn)中經(jīng)常會遇到延遲的裂紋。
1）焊趾裂紋-該裂紋起源于母材和焊縫的交界處，并且應力集中很大。裂紋通常與焊縫平行，并且通常從趾表面開始延伸至母材深度。
根據(jù)其性質(zhì)，焊接裂紋可分為熱裂紋，再熱裂紋，冷裂紋和分層撕裂。以下是各種裂紋的原因，特征和預防方法的詳細說明。
2：氫在不同金屬結(jié)構(gòu)中溶解和擴散的能力不同。 氫在奧氏體中的溶解度比鐵素體大得多。
因此，當在焊接過程中奧氏體轉(zhuǎn)變成鐵素體時，氫的溶解度突然降低。
同時，氫的擴散速度恰好相反，當其從奧氏體變?yōu)殍F素體時，氫的擴散速率突然增加。
3：氫的影響通常認為，在熱影響區(qū)附近，冷裂紋被誘發(fā)為層狀撕裂，并且氫是重要的影響因素。
為了防止層狀撕裂，應采取以下措施：
1：非金屬夾雜物的類型，數(shù)量和分布是分層淚液的基本原因。 這是鋼的各向異性和力學性能的根本原因。
這是內(nèi)部低溫裂紋。它僅限于厚板或焊縫的母材的熱影響區(qū)，主要發(fā)生在“ L”，“ T”，“ +”型接頭中。定義為當軋制厚鋼板的厚度不足以承受該方向上的焊接收縮應變時在母材中發(fā)生的階梯狀的冷裂紋。
通常，在厚鋼板的軋制過程中，將鋼中的一些非金屬夾雜物軋制成平行于軋制方向的帶狀夾雜物，這些夾雜物使鋼板的各種性能機械取向。在選擇防止分層撕裂的材料時，可以使用精煉鋼，即可以使用具有較高z方向性能的鋼板，并且可以改進接頭設(shè)計以避免側(cè)面出現(xiàn)單面焊縫或斜面 承受z方向應力。
a：形成脆硬的馬氏體組織-馬氏體是碳在mar鐵中的過飽和固溶體，碳原子以間隙原子的形式存在于晶格中，導致鐵原子偏離平衡位置和晶格 較大的變形，導致組織處于硬化狀態(tài)。特別是在焊接條件下，近縫區(qū)的加熱溫度很高，這會導致奧氏體晶粒嚴重生長。 當快速冷卻時，粗奧氏體將轉(zhuǎn)變?yōu)榇竹R氏體。根據(jù)金屬的強度理論，我們可以知道馬氏體是一種脆性和堅硬的組織，當發(fā)生斷裂時會消耗較低的能量。 因此，當馬氏體存在于焊接接頭中時，裂紋易于形成和傳播。
2）焊縫下的裂紋-這種裂紋通常發(fā)生在焊接熱影響區(qū)，具有更大的硬化傾向和更高的氫含量。通常，裂紋方向平行于熔合線。
鋼種的硬化趨勢主要取決于化學成分，板厚，焊接工藝和冷卻條件。
焊接時，鋼的硬化趨勢越大，發(fā)生裂紋的可能性就越大S5高速鋼牌號。為什么鋼在硬化后會導致開裂？可以概括為以下兩個方面。
影響層狀撕裂的因素很多，主要有以下幾個方面：
它通常發(fā)生在某些含有沉淀強化元素的鋼種和超級合金中（包括低合金高強度鋼，珠光體耐熱鋼，增強析出的高溫合金和某些奧氏體不銹鋼）。 焊接后未發(fā)現(xiàn)裂紋。相反，在熱處理過程中出現(xiàn)了裂紋。再熱裂紋出現(xiàn)在焊縫熱影響區(qū)的過熱粗晶粒處，其取向是沿著熔合線沿奧氏體粗晶粒邊界生長。
3）多邊化裂紋是由于在形成多邊化過程中高溫下的低塑性造成的。這種裂縫并不常見，其預防措施可以添加諸如Mo，W，Ti等元素S5高速鋼牌號。 來增加多邊化的能量。
第三類沿遠離熱影響區(qū)的基材中的夾雜物開裂，并且通常發(fā)生在具有更多MnS片狀夾雜物的厚板結(jié)構(gòu)中。
由于層狀撕裂的巨大影響和嚴重的危害，在施工之前必須判斷鋼層狀撕裂的敏感性。
1：焊接時，焊接材料中的水分，焊件凹槽處的銹蝕，油漬和環(huán)境濕度是焊縫中富氫的原因。
在通常情況下，基材和焊絲中的氫量很小，但是電極涂層的水分和空氣中的水分不能忽略，成為氫化的主要來源。
這種防裂措施與結(jié)晶裂紋基本一致。
尤其是在冶金中，盡可能減少硫，磷，硅和硼等低熔點共晶組成元素的含量非常有效； 在技術(shù)上，可以降低線能量，并且可以減小熔池熔合線的凹度。
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2）使用焊接量較小的對稱角焊縫代替焊接量較大的全熔透焊縫，以免產(chǎn)生過大的應力。
再熱裂紋
2）近縫區(qū)的液化裂紋是沿奧氏體晶界開裂的微裂紋。 它的大小非常小，出現(xiàn)在近縫區(qū)域或熱影響區(qū)的各層之間。
其原因通常是由于焊接期間焊縫附近區(qū)域的金屬或焊縫的夾層金屬引起的。 在高溫下，這些區(qū)域中奧氏體晶界上的低熔點共晶成分會重新熔化。晶體之間的奧氏體裂紋形成液化裂紋。
1。2344模具鋼，SKD61模具鋼，Cr12Mo1V1模具鋼
H13模具鋼，D2模具鋼，2367模具鋼，2379模具鋼，H11模具鋼，2085模具鋼，2714模具鋼
各種鋼的冷裂[H]cr值不同，它與化學成分，鋼度，預熱溫度和冷卻條件有關(guān)。
首先，精煉鋼廣泛使用鐵水早期脫硫和真空脫氣的方法，這種方法只能冶煉0。003?0。005％的超低硫鋼，其斷面收縮率（Z方向）可達到23?25％。
防止冷裂紋可以從三個方面開始：工件的化學成分，焊接材料的選擇和技術(shù)措施。
應盡可能選擇低碳當量的材料； 低氫焊條應用于焊接材料，低強度匹配應用于焊縫，奧氏體焊接材料也可用于具有高冷裂傾向的材料； 合理控制線路能量，預熱和后熱熱處理是防止冷裂的技術(shù)措施。
層狀撕裂
3）根裂紋-這種裂紋是延遲裂紋的一種較常見形式，主要發(fā)生在氫含量高和預熱溫度不足的情況下。該裂紋類似于焊趾裂紋，并且起源于焊縫根部應力集中更大的部分。根裂紋可能出現(xiàn)在熱影響區(qū)的粗晶粒部分或焊縫金屬中。
延遲破解有以下三種形式：
其次，通過將MnS轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌氐牧蚧飦砜刂屏蚧飱A雜物的形態(tài)，使其在熱軋過程中難以拉伸，從而降低了各向異性。廣泛使用的添加元素是鈣和稀土元素。經(jīng)過上述處理，可以制造Z方向減小50％至70％的層狀抗撕裂鋼板。
冷裂紋
常用的評估方法包括Z方向拉伸截面收縮和螺栓Z方向臨界應力方法。
為了防止層狀撕裂，面積的減少應不小于15％。 通常，期望為15-20％。 當為25％時，層狀抗撕裂性被認為是優(yōu)異的。
它主要發(fā)生在高，中碳鋼，低和中合金鋼的焊接熱影響區(qū)中，但是某些金屬，例如一些超高強度鋼，鈦和鈦合金，有時會在焊縫中產(chǎn)生冷裂紋。通常，鋼種的硬化趨勢，焊接接頭的氫含量和分布以及接頭上的約束應力狀態(tài)是導致焊接高強度鋼時產(chǎn)生冷裂紋的三個主要因素。焊接后形成的馬氏體組織在氫的作用下與拉伸應力結(jié)合形成冷裂紋。
他的形成通常是經(jīng)顆粒或經(jīng)顆粒的。冷裂紋通常分為焊趾裂紋，焊縫下裂紋和根部裂紋。
鋼種的硬化趨勢，焊接接頭的氫含量和分布以及接頭上的約束應力狀態(tài)是焊接高強度鋼時引起冷裂紋的三個主要因素。在一定條件下，這三個因素是相互聯(lián)系和相輔相成的。
第三，從防止分層撕裂的角度出發(fā)，在設(shè)計和施工過程中，主要避免了Z方向應力和應力集中。 具體措施如下：
4）對于T型接頭，可以在水平板上預焊一層低強度焊接材料，以防止焊接根部開裂并減輕焊接應變。
b：硬化會形成更多的晶格缺陷-金屬在熱不平衡條件下會形成大量的晶格缺陷。這些晶格缺陷主要是空位和位錯。
隨著焊接熱影響區(qū)中熱應變的增加，在應力和熱不平衡條件下，空位和位錯將移動并聚集。 當它們的濃度達到某個臨界值時，就會形成裂紋源。
在不斷的應力作用下，它將繼續(xù)膨脹并形成宏觀裂紋。
3）凹槽應在承受Z方向應力的一側(cè)打開。
防止再熱裂紋從材料選擇的角度來看，可以使用細晶粒鋼。在工藝方面，選擇較小的線能量，選擇較高的預熱溫度并配合后續(xù)的熱措施，并選擇匹配度較低的焊接材料以避免應力集中。
1）應盡量避免單面焊接。 改用雙面焊縫可以減輕焊縫根部的應力狀態(tài)，以防止應力集中。
在焊接過程中的高溫作用下，大量的氫氣會溶解在熔池中。 在隨后的冷卻和凝固過程中，由于溶解度的急劇下降，氫將盡可能多地逸出，但是由于快速冷卻，氫將不會及時逸出它保留在焊縫金屬中以形成可擴散的氫。
層狀撕裂不同于冷裂紋，其產(chǎn)生與鋼種的強度水平無關(guān)，主要與鋼中夾雜物的數(shù)量和分布形式有關(guān)。
層狀撕裂會在軋制鋼板中發(fā)生，例如低碳鋼，低合金高強度鋼，甚至鋁合金板。根據(jù)分層淚液的位置，它可以分為三類：
類是由焊接熱影響區(qū)的焊趾或根部的冷裂紋引起的層狀撕裂。
2：Z方向的約束應力厚壁焊接結(jié)構(gòu)在焊接后會受到不同的Z方向的約束應力，殘余應力和載荷，這是導致層狀撕裂的機械條件。
當在剛性約束條件下焊接厚板結(jié)構(gòu)，特別是T形和角焊縫時，當焊接收縮時，會在母材的厚度方向上產(chǎn)生較大的拉伸應力和應變。 當應變超過母材的塑性時，變形時，夾雜物將從金屬基材上分離，并產(chǎn)生微裂紋。 在持續(xù)的應力作用下，裂紋將沿著夾雜物平面膨脹，形成所謂的“平臺”。
第二種類型是在焊接熱影響區(qū)的夾雜物處開裂，這是工程中更常見的層狀撕裂。
熱裂
氫是引起高強度鋼冷裂的重要因素之一，并且具有延遲的特性。 因此，由氫引起的延遲裂化在許多文獻中被稱為“氫致裂化”。實驗研究證明，高強度鋼焊接接頭中的氫含量越高，裂紋敏感性越大。 當局部區(qū)域中的氫含量達到某個閾值時，裂紋開始發(fā)生。 該值稱為裂紋產(chǎn)生的閾值。氫含量[H]cr。
預防措施是：從冶金學角度考慮，適當調(diào)整焊接金屬成分，縮短脆性溫度區(qū)范圍，控制焊接中硫，磷，碳等有害雜質(zhì)的含量； 減薄焊接的原始晶粒，并適當添加Mo，V，Ti，Nb等元素； 在技術(shù)上，可以通過在焊接前預熱，控制線能量，減少接頭約束等方面來預防。
1）裂紋主要發(fā)生在含有更多雜質(zhì)的碳鋼和低合金鋼（包括S，P，C和Si）以及單相奧氏體鋼，鎳基合金和某些鋁合金的焊縫中。每次。
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這種裂紋是由焊接結(jié)晶過程中固相線附近的凝固金屬收縮引起的。 殘留的液態(tài)金屬不足，無法及時填充。
它是在焊接過程中在高溫下產(chǎn)生的，因此稱為熱裂紋，其特征是沿原始奧氏體晶界開裂。
取決于焊接金屬的材料（低合金高強度鋼，不銹鋼，鑄鐵，鋁合金和某些特殊金屬等）。），形狀，溫度范圍和熱裂紋的主要原因也不同。
目前，熱裂紋可分為三類：結(jié)晶裂紋，液化裂紋和多邊裂紋。
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