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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,会导致沿晶界开裂产生裂纹。

(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。

(2)再热裂纹形成的外因  上面简述了再热裂纹的内因,但要产生再热裂纹还需要外因的存在,外因的产生应该从焊接残余应力和膨胀应力两个部分来考虑。

焊后消应力热处理时,焊接残余应力通过松弛蠕变变形得以降低,当材料的变形难以满足这种变形要求时,就会产生裂纹。在焊接区,低熔点化合物、偏析及粗晶脆化区的存在,由于晶界强度、韧性不足,不能抵抗蠕变膨胀变形而产生裂纹失效。