延迟裂纹产生原因及种类.pdfVIP

延迟裂纹 1 延迟裂纹 1.1 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。 1.2 有延迟裂纹倾向的材料 16MnR、15MnVR （鞍钢研制，现基本不生产了）、15MnNbR、18MnMoNbR （不好购买）、 13MnMoNbR（仿制日本的BHW35，是单层厚壁用钢，焊接性能好但价格高）、07MnCrMoVR、 07MnNiMoVDR 和日本的CF-62 系列钢。 2 热裂纹 2.1 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。 2.2 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 3.1 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（消除应力热处理或其它加热过程） 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。 3.2 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（Cr、Mo、V 、Ti 及 B 等）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10.4.5.1 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。 3.3 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 10.4.5.1 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。 3.4 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。