延迟裂纹倾向的材料.docx

为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划延迟裂纹倾向的材料　　延迟裂纹及再热裂纹　　1延迟裂纹　　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　　有延迟裂纹倾向的材料　　16MnR、15MnVR、15MnNbR、　　18MnMoNbR、13MnNiMoNbR、07MnCrMoVR、07MnNiMoVDR和日本的CF-62系列钢　　2热裂纹　　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　　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　　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　　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　　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　　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　　延迟裂纹及再热裂纹　　延迟裂纹及再热裂纹　　在容标委论坛看到有的同行对延迟裂纹及再热裂纹不清楚，所以发此贴与有用的人共享！　　延迟裂纹及再热裂纹　　1延迟裂纹　　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。

　　有延迟裂纹倾向的材料　　16MnR、15MnVR、15MnNbR、18MnMoNbR、13MnMoNbR、07MnCrMoVR、07MnNiMoVDR和日本的CF-62系列钢　　2热裂纹　　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　　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　　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　　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　　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　　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　　1.试简述焊条的工艺性能？　　焊接电弧的稳定性；焊缝成型；各种位置焊接的适应性；飞溅；脱渣性；焊条熔化速度；焊条药皮发红；焊接烟尘　　6.试分析说明钛钙型焊条与碱性低氢型焊条，在使用工艺性和焊缝力学性能方面有哪些差别？　　其他工艺性能如全位置焊接性，融化系数等差别不大　　机械性能对比：　　钛钙型　　S、P、N控制较差，冷脆性、热裂纹倾向大　　【O】高，氧化夹杂多，韧性低　　【H】高，抗冷裂能力差　　碱性低氢型　　杂质S、P、N低　　【O】低，氧化夹杂少　　【H】低　　故低氢型焊条的塑性，韧性及抗裂性较酸性的钛钙型大大提高，但其焊接工艺性能较差，对于铁锈，油污，水份等很敏感　　9、简述氮对低碳合金钢焊缝金属性能的影响？　　1、N引起焊缝金属时效脆化，使焊缝金属强度提高，塑性、韧性降低，尤其是低温韧性；　　2、使焊缝金属产生时效脆化　　3、促使焊缝产生氮气孔；　　4、N有时是有益的，但必须有弥散强化元素存在并在正火条件下使用。

　　10、试简述氢对结构钢焊接质量的影响？　　氢脆；白点；气孔；冷裂纹；组织变化　　11.试简述氧对焊接质量的影响？　　影响焊缝机械性能：塑性、韧性下降；引起热能、冷脆，时效硬化；　　影响焊缝金属的物理、化学性能如降低导电性、导磁性、耐蚀性等；　　形成CO气孔；　　造成飞溅，影响焊接过程的稳定性；　　焊接过程中导致合金元素的氧化损失将恶化焊接性能；　　氧在特殊情况下是有益的，如为了改善电弧特性降低焊缝金属中的含氢量等　　13.用某两种焊条焊接，焊条中含硫量相同为什么焊后渣为碱性的焊缝含硫量小于渣为酸性的焊缝含硫量？　　碱性渣中碱性氧化物的活度大，而碱性氧化物有利于脱硫：　　[FeS]+(CaO)=[CaS]+(FeO)　　[FeS]+(MnO)=[MnS]+(FeO)　　故渣为碱性的焊缝含硫量小于渣为酸性的焊缝含硫量　　16.试简述用冶金方法脱硫的措施　　答：用合金元素锰脱硫　　用渣中碱性氧化物脱硫　　增加熔渣的碱度　　渣中氟化钙也有利于脱硫　　21.简述焊接熔池的凝固特点？　　答：1，熔池体积小，加热温度高，冷却速度快；　　2，热源移动结晶过程连续进行并随熔池前进；　　,3，液态金属中不同部位其温度不均匀性巨大，中心过热；　　,4，原始成分不均匀，因熔池存在时间短而来不及均匀化。

　　22焊接热循环与热处理相比有何特点？试用这些特点分别比较45钢和40Cr在热处理条件下近缝区的淬透性大小？　　焊接热循环特点：①加热温度高②加热速度快③高温停留时间短④自然冷却⑤局部加热　　淬透性比较：45钢------焊接条件下近缝区的淬透性大于热处理的淬透性，40Cr------相反45钢由于不含碳化物形成元素，焊接条件下近缝区峰值温度高，使奥氏体晶粒粗化，增大奥氏体稳定性，故淬透性和热处理相比反而大40Cr在焊接快速加热条件下，高温停留时间短，碳化物形成元素不能充分溶解到奥氏体中，奥氏体的稳定化程度不如热处理条件，故淬透性小　　23简要说明不易淬火钢和易淬火钢粗晶区的组织特点和对性能的影响？　　答：不易淬火钢：　　组织特点：晶粒粗大，易出现魏氏组织　　性能：塑性，韧性低，易产生脆化和裂纹　　易淬火钢：　　组织特点：粗大的马氏体性能：该区脆硬，易产生延迟裂纹　　24.试分析钢种淬硬倾向的影响因素？用什么指标来衡量高强钢的淬硬倾向比较合理？　　化学成分：碳当量升高，淬硬倾向升高　　冷却条件：t8/5降低，淬硬倾向升高　　用HAZ的最高硬度Hmax来评定钢的淬硬倾向比较合理，因为它综合反映了化学成分和冷却条件的影响。

　　25试简述焊接HAZ区韧化的途径有哪些？　　控制组织：在组织上能获得低碳马氏体、下贝氏体和针状铁素体等韧性较好的组织　　合理制定焊接工艺，正确地选择焊接线能量和预热，后热温度，既不致过热脆化，又不致淬硬脆化　　采用焊接后热处理来接头的韧性　　研制发展新的钢种，进一步细化品粒，降低钢中的杂质S、P、O、N等的含量，使钢材的韧性大为提高，也提高了焊接HAZ的韧性　　26、试分析不易淬火钢热影响区中正火区的组织特点？　　该区的母材金属被加热到Tg—AC3温度范围，铁素体和珠光体将发生重结晶，全部转变为奥氏体，形成的奥氏体晶粒尺寸小于原铁素体和珠光体，然后在空气中冷却就会得到均匀而细小的珠光体和铁素体，相当于热处理时的正火组织，故亦称正火区　　27、试分析不易淬火钢热影响区中不完全重结晶区的组织特点？　　焊接时处于AC1—AC3之间范围内的热影响区属于不完全重结晶区因为处于AC1—AC3范围内只有一部分组织发生了相变重结晶过程，成为晶粒细小的铁素体和珠光体，而另一部分是始终未能溶入奥氏体的剩余铁素体，由于未经重结晶仍保留粗大晶粒所以，此区特点是晶粒大小不一，组织不均匀　　28.试分析易淬火钢热影响区中完全淬火区的组织特点？　　焊接时热影响区处于AC3以上的区域，与不易淬火钢的过热区和正火区相对应，铁素体和珠光体全部转变为奥氏体，由于这类钢的淬硬倾向较大，焊后冷却时很易得到淬火组织，故称淬火区。

在紧靠焊缝相当于低碳钢的过热区的部位，由于晶粒严重粗化，故得到粗大的马氏体，而相当于正火区的部位则得到细小的马氏体　　29.试分析易淬火钢热影响区中不完全淬火区的组织特点？　　母材被加热到AC1~AC3温度之间的热影响区，在快速加热条件下，奥氏体化不完全铁素体很少溶入奥氏体，而珠光体、贝氏体、索氏体转变为奥氏体，在随后快冷时，奥氏体转变为马氏体，原铁素体保持不变，并有不同程度的长大，最后形成马氏体+铁素体的混合组织，故称不完全淬火区　　30.低合金高强钢HAZ最常见缺陷之一为脆化，试问：脆化种类？M-A脆化特点？热应变时效脆化一般易在焊接接头的哪些部位产生？　　1.脆化种类：粗晶脆化，组织脆化，热应变时效脆化，　　石墨脆化等　　2.M-A脆化特点：　　1）M-A脆化与钢种合金化程度有关　　2）M-A脆化只有在中等冷速。