焊接缺陷与分析实例.pptVIP

接头焊接位置为横焊，为三通支管现场安装焊口。裂纹位于焊缝下边缘熔合线旁母材上，沿熔合线从三通炉左肩部向炉前方向伸展，长120mm * 近HAZ母材金相组织为贝氏体+块状铁素体，晶粒度5~7级 * * B+F。混晶特征明显。 在12CrlMoV、12CrMoWVTiB、20CrMOWNbTiB成品钢管(棒材)金相检验中，在同一视场，按1～8级晶粒度标准评定，大的晶粒可达1级，小的晶粒可为7～8级，甚至更小些，这种混晶现象都是以大晶粒的组织有别于其余基体组织为特点的，有索氏体+贝氏体或铁素体、珠光体+贝氏体.另一种混晶现象则是以同一组织类型而晶粒大小相差悬殊为特点。如贝氏体大+贝氏体小。? * 裂纹起裂于HAZ粗晶区，由粗晶区向细晶区扩展，终止于HAZ细晶区。 * 更大倍数下观察，裂纹主要沿晶扩展，极个别区域有穿晶扩展； 在宏观裂纹附近，还有少量尺寸为数个晶粒尺度的微裂纹；宏观裂纹断面上可见明显的氧化皮。 * 宏观裂纹断面上可见明显的氧化皮。 * 可以观察到徽裂纹 * 可以观察到孔洞。 综合进来： 1 宏观裂纹起裂于HAZ粗晶区，由粗晶区向细晶区扩展，并终止于HAZ细晶区。裂纹主要沿晶扩展，极个别区域有穿晶扩展。 宏观裂纹断面上可见明显的氧化皮。 3 裂纹区域可观察到三种不同的缺陷形貌，分别为宏观裂纹、微裂纹和孔洞。在宏观裂纹附近，还存在少量的微裂纹。微裂纹长度为数个晶粒尺度，主要沿晶，极个别区域扩展至晶内。裂纹边缘微呈锯齿形。与外界未连通的微裂纹断面上无氧化色彩，与外界连通的微裂纹断面上则附有氧化层。在所观察的范围内，微裂纹断面上未见析出物附着。 孔洞均位于晶界处，特别是三叉晶界处，沿晶界链状分布。少部分孔洞内存在析出物，大部分孔洞内未见析出物。能谱分析表明，析出物成分除Fe外，一类还含有较高的C、Cr、V等合金，另一类还含有较高的Si、Mn、Cr、V等合金。 * 根据以上特征，我们认为该裂纹为再热裂纹。 （1）该裂纹产生于焊后热处理高温过程中。 从裂纹断面所附着的氧化皮可以推测出，该裂纹产生于高温下。该接头未经历高温运行，由此推断，该裂纹所经历的高温，只可能来自于焊接热过程（热裂纹）或焊后热处理热过程（再热裂纹）。裂纹断面上，并没有观察到晶粒凝固再结晶的特征形貌，且该裂纹位于HAZ粗晶区，因此也可以排除其为焊接热裂纹。对照GB/T3375-94《焊接术语》对再热裂纹的定义，“焊后焊件在一定温度范围内再次加热时由于高温及残余应力的共同作用而产生的晶间裂纹”，可以确定该裂纹为焊接再热裂纹。 （2）该裂纹具有典型的传统Cr-Mo-V耐热钢再热裂纹形貌特征。 这里我们重新学习一下，学校老师教我们的再热裂纹形成机理。 传统Cr-Mo-V耐热钢再热裂纹形成机理有两种，一是晶内沉淀强化，二是晶界弱化。晶内沉淀强化理论认为，沉淀强化的碳化物或氮化物在焊接热作用下因受热而固溶，在焊接冷却时不能充分析出，而在再热处理过程中，这些碳化物或氮化物在晶内析出，从而使晶内沉淀强化。这时，应力松弛过程中所产生的变形就集中于晶界，当晶界塑性不足时，就会产生再热裂纹。晶界弱化理论认为，钢中P、S、Sb、Sn、As等杂质元素在500~600℃再热处理过程中向晶界析集，因而晶界的塑性变形能力大大降低。当由于应力松弛所产生的变形超过了晶界的塑性变形能力时，就会产生再热裂纹。 根据这两种再热裂纹形成机理，形成的再热裂纹具有如下典型形貌特征：裂纹位于有应力集中的焊趾附近的HAZ粗晶区；在原奥氏体晶界萌生；沿晶扩展；在没有进一步应力的作用下，裂纹通常在细晶区扩展停止。 对所取试样裂纹宏观观察表明，该裂纹位于接头熔合线边缘的母材上，由于三通结构与焊接结构原因，该处存在严重的应力集中；对裂纹断面观察表明，该裂纹起源于接头HAZ粗晶区，沿晶扩展，并终止于细晶区。裂纹的这些特点，与传统Cr-Mo-V耐热钢再热裂纹形貌特征相吻合，为典型的Cr-Mo-V耐热钢再热裂纹形貌特征。 （3）该裂纹的形成过程符合传统Cr-Mo-V耐热钢再热裂纹生成的一般规律。 传统Cr-Mo-V耐热钢再热裂纹生成过程的一般规律是：在应力作用下，在接头HAZ粗晶区原奥氏体晶粒晶界上形成孔洞；孔洞互相连接，形成微裂纹；微裂纹逐渐长大，并互相连接，最终形成宏观裂纹。 在所取试样上，可以观察到裂纹形成过程中几个阶段的特征产物，并与上述规律相符合。 首先可以观察到孔洞。孔洞位于接头HAZ粗晶区晶粒晶界上，特别是在三叉晶界上。 其次可以观察到微裂纹。微裂纹长度为数个晶粒尺度。微裂纹边缘的微锯齿形形貌，实际是孔洞相互连接过程的宏观表现。 微裂纹相互连通后，形成宏观裂纹。部分宏观裂纹局部仍可观察到其在三叉晶界萌生的特征，如图9c)所示。 * 传统Cr-Mo-V耐热钢再热裂纹形成理论认为，残余应力释放过程中