S5高速钢牌号？钢材热裂纹、再热裂纹、冷裂纹、层状撕裂产生原因及防治方法

S5高速钢牌号？钢材热裂纹、再热裂纹、冷裂纹、层状撕裂产生原因及防治方法

层状撕裂的形态与夹杂物的类型，形状，分布和位置密切相关。

当层状MnS夹杂物沿轧制方向占优势时，当硅酸盐夹杂物主要为线性时，如铝夹杂物不规则，则层状撕裂具有清晰的阶梯形状。踩了

5）为了防止冷裂纹引起的层状撕裂，应采取一些防止冷裂纹的措施，例如减少氢气量，适当增加预热和控制中间层温度。

由于焊接生产中使用的钢类型和焊接材料不同，不同类型的结构，钢度和特定的施工条件可能会导致各种形式的冷裂纹。但是，在生产中经常会遇到延迟的裂纹。

1）焊趾裂纹-该裂纹起源于母材和焊缝的交界处，并且应力集中很大。裂纹通常与焊缝平行，并且通常从趾表面开始延伸至母材深度。

根据其性质，焊接裂纹可分为热裂纹，再热裂纹，冷裂纹和分层撕裂。以下是各种裂纹的原因，特征和预防方法的详细说明。

2：氢在不同金属结构中溶解和扩散的能力不同。 氢在奥氏体中的溶解度比铁素体大得多。

因此，当在焊接过程中奥氏体转变成铁素体时，氢的溶解度突然降低。

同时，氢的扩散速度恰好相反，当其从奥氏体变为铁素体时，氢的扩散速率突然增加。

3：氢的影响通常认为，在热影响区附近，冷裂纹被诱发为层状撕裂，并且氢是重要的影响因素。

为了防止层状撕裂，应采取以下措施：

1：非金属夹杂物的类型，数量和分布是分层泪液的基本原因。 这是钢的各向异性和力学性能的根本原因。

这是内部低温裂纹。它仅限于厚板或焊缝的母材的热影响区，主要发生在“ L”，“ T”，“ +”型接头中。定义为当轧制厚钢板的厚度不足以承受该方向上的焊接收缩应变时在母材中发生的阶梯状的冷裂纹。

通常，在厚钢板的轧制过程中，将钢中的一些非金属夹杂物轧制成平行于轧制方向的带状夹杂物，这些夹杂物使钢板的各种性能机械取向。在选择防止分层撕裂的材料时，可以使用精炼钢，即可以使用具有较高z方向性能的钢板，并且可以改进接头设计以避免侧面出现单面焊缝或斜面 承受z方向应力。

a：形成脆硬的马氏体组织-马氏体是碳在mar铁中的过饱和固溶体，碳原子以间隙原子的形式存在于晶格中，导致铁原子偏离平衡位置和晶格 较大的变形，导致组织处于硬化状态。特别是在焊接条件下，近缝区的加热温度很高，这会导致奥氏体晶粒严重生长。 当快速冷却时，粗奥氏体将转变为粗马氏体。根据金属的强度理论，我们可以知道马氏体是一种脆性和坚硬的组织，当发生断裂时会消耗较低的能量。 因此，当马氏体存在于焊接接头中时，裂纹易于形成和传播。

2）焊缝下的裂纹-这种裂纹通常发生在焊接热影响区，具有更大的硬化倾向和更高的氢含量。通常，裂纹方向平行于熔合线。

钢种的硬化趋势主要取决于化学成分，板厚，焊接工艺和冷却条件。

焊接时，钢的硬化趋势越大，发生裂纹的可能性就越大S5高速钢牌号。为什么钢在硬化后会导致开裂？可以概括为以下两个方面。

影响层状撕裂的因素很多，主要有以下几个方面：

它通常发生在某些含有沉淀强化元素的钢种和超级合金中（包括低合金高强度钢，珠光体耐热钢，增强析出的高温合金和某些奥氏体不锈钢）。 焊接后未发现裂纹。相反，在热处理过程中出现了裂纹。再热裂纹出现在焊缝热影响区的过热粗晶粒处，其取向是沿着熔合线沿奥氏体粗晶粒边界生长。

3）多边化裂纹是由于在形成多边化过程中高温下的低塑性造成的。这种裂缝并不常见，其预防措施可以添加诸如Mo，W，Ti等元素S5高速钢牌号。 来增加多边化的能量。

第三类沿远离热影响区的基材中的夹杂物开裂，并且通常发生在具有更多MnS片状夹杂物的厚板结构中。

由于层状撕裂的巨大影响和严重的危害，在施工之前必须判断钢层状撕裂的敏感性。

1：焊接时，焊接材料中的水分，焊件凹槽处的锈蚀，油渍和环境湿度是焊缝中富氢的原因。

在通常情况下，基材和焊丝中的氢量很小，但是电极涂层的水分和空气中的水分不能忽略，成为氢化的主要来源。

这种防裂措施与结晶裂纹基本一致。

尤其是在冶金中，尽可能减少硫，磷，硅和硼等低熔点共晶组成元素的含量非常有效； 在技术上，可以降低线能量，并且可以减小熔池熔合线的凹度。

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2）使用焊接量较小的对称角焊缝代替焊接量较大的全熔透焊缝，以免产生过大的应力。

再热裂纹

2）近缝区的液化裂纹是沿奥氏体晶界开裂的微裂纹。 它的大小非常小，出现在近缝区域或热影响区的各层之间。

其原因通常是由于焊接期间焊缝附近区域的金属或焊缝的夹层金属引起的。 在高温下，这些区域中奥氏体晶界上的低熔点共晶成分会重新熔化。晶体之间的奥氏体裂纹形成液化裂纹。

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各种钢的冷裂[H]cr值不同，它与化学成分，钢度，预热温度和冷却条件有关。

首先，精炼钢广泛使用铁水早期脱硫和真空脱气的方法，这种方法只能冶炼0。003?0。005％的超低硫钢，其断面收缩率（Z方向）可达到23?25％。

防止冷裂纹可以从三个方面开始：工件的化学成分，焊接材料的选择和技术措施。

应尽可能选择低碳当量的材料； 低氢焊条应用于焊接材料，低强度匹配应用于焊缝，奥氏体焊接材料也可用于具有高冷裂倾向的材料； 合理控制线路能量，预热和后热热处理是防止冷裂的技术措施。

层状撕裂

3）根裂纹-这种裂纹是延迟裂纹的一种较常见形式，主要发生在氢含量高和预热温度不足的情况下。该裂纹类似于焊趾裂纹，并且起源于焊缝根部应力集中更大的部分。根裂纹可能出现在热影响区的粗晶粒部分或焊缝金属中。

延迟破解有以下三种形式：

其次，通过将MnS转变为其他元素的硫化物来控制硫化物夹杂物的形态，使其在热轧过程中难以拉伸，从而降低了各向异性。广泛使用的添加元素是钙和稀土元素。经过上述处理，可以制造Z方向减小50％至70％的层状抗撕裂钢板。

冷裂纹

常用的评估方法包括Z方向拉伸截面收缩和螺栓Z方向临界应力方法。

为了防止层状撕裂，面积的减少应不小于15％。 通常，期望为15-20％。 当为25％时，层状抗撕裂性被认为是优异的。

它主要发生在高，中碳钢，低和中合金钢的焊接热影响区中，但是某些金属，例如一些超高强度钢，钛和钛合金，有时会在焊缝中产生冷裂纹。通常，钢种的硬化趋势，焊接接头的氢含量和分布以及接头上的约束应力状态是导致焊接高强度钢时产生冷裂纹的三个主要因素。焊接后形成的马氏体组织在氢的作用下与拉伸应力结合形成冷裂纹。

他的形成通常是经颗粒或经颗粒的。冷裂纹通常分为焊趾裂纹，焊缝下裂纹和根部裂纹。

钢种的硬化趋势，焊接接头的氢含量和分布以及接头上的约束应力状态是焊接高强度钢时引起冷裂纹的三个主要因素。在一定条件下，这三个因素是相互联系和相辅相成的。

第三，从防止分层撕裂的角度出发，在设计和施工过程中，主要避免了Z方向应力和应力集中。 具体措施如下：

4）对于T型接头，可以在水平板上预焊一层低强度焊接材料，以防止焊接根部开裂并减轻焊接应变。

b：硬化会形成更多的晶格缺陷-金属在热不平衡条件下会形成大量的晶格缺陷。这些晶格缺陷主要是空位和位错。

随着焊接热影响区中热应变的增加，在应力和热不平衡条件下，空位和位错将移动并聚集。 当它们的浓度达到某个临界值时，就会形成裂纹源。

在不断的应力作用下，它将继续膨胀并形成宏观裂纹。

3）凹槽应在承受Z方向应力的一侧打开。

防止再热裂纹从材料选择的角度来看，可以使用细晶粒钢。在工艺方面，选择较小的线能量，选择较高的预热温度并配合后续的热措施，并选择匹配度较低的焊接材料以避免应力集中。

1）应尽量避免单面焊接。 改用双面焊缝可以减轻焊缝根部的应力状态，以防止应力集中。

在焊接过程中的高温作用下，大量的氢气会溶解在熔池中。 在随后的冷却和凝固过程中，由于溶解度的急剧下降，氢将尽可能多地逸出，但是由于快速冷却，氢将不会及时逸出它保留在焊缝金属中以形成可扩散的氢。

层状撕裂不同于冷裂纹，其产生与钢种的强度水平无关，主要与钢中夹杂物的数量和分布形式有关。

层状撕裂会在轧制钢板中发生，例如低碳钢，低合金高强度钢，甚至铝合金板。根据分层泪液的位置，它可以分为三类：

类是由焊接热影响区的焊趾或根部的冷裂纹引起的层状撕裂。

2：Z方向的约束应力厚壁焊接结构在焊接后会受到不同的Z方向的约束应力，残余应力和载荷，这是导致层状撕裂的机械条件。

当在刚性约束条件下焊接厚板结构，特别是T形和角焊缝时，当焊接收缩时，会在母材的厚度方向上产生较大的拉伸应力和应变。 当应变超过母材的塑性时，变形时，夹杂物将从金属基材上分离，并产生微裂纹。 在持续的应力作用下，裂纹将沿着夹杂物平面膨胀，形成所谓的“平台”。

第二种类型是在焊接热影响区的夹杂物处开裂，这是工程中更常见的层状撕裂。

热裂

氢是引起高强度钢冷裂的重要因素之一，并且具有延迟的特性。 因此，由氢引起的延迟裂化在许多文献中被称为“氢致裂化”。实验研究证明，高强度钢焊接接头中的氢含量越高，裂纹敏感性越大。 当局部区域中的氢含量达到某个阈值时，裂纹开始发生。 该值称为裂纹产生的阈值。氢含量[H]cr。

预防措施是：从冶金学角度考虑，适当调整焊接金属成分，缩短脆性温度区范围，控制焊接中硫，磷，碳等有害杂质的含量； 减薄焊接的原始晶粒，并适当添加Mo，V，Ti，Nb等元素； 在技术上，可以通过在焊接前预热，控制线能量，减少接头约束等方面来预防。

1）裂纹主要发生在含有更多杂质的碳钢和低合金钢（包括S，P，C和Si）以及单相奥氏体钢，镍基合金和某些铝合金的焊缝中。每次。

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这种裂纹是由焊接结晶过程中固相线附近的凝固金属收缩引起的。 残留的液态金属不足，无法及时填充。

它是在焊接过程中在高温下产生的，因此称为热裂纹，其特征是沿原始奥氏体晶界开裂。

取决于焊接金属的材料（低合金高强度钢，不锈钢，铸铁，铝合金和某些特殊金属等）。），形状，温度范围和热裂纹的主要原因也不同。

目前，热裂纹可分为三类：结晶裂纹，液化裂纹和多边裂纹。