Какие материалы склонны к замедленному растрескиванию?

Thread Content

Такие пункты часто встречаются в стандартных спецификациях.: Материалы со склонностью к замедленному растрескиванию (например,: 12Cr2Mo1R) следует проводить неразрушающий контроль не позднее, чем через 24 часа после завершения сварки» GB/T150.4 P335 Тогда возникает проблема: Что такое замедленное растрескивание? Какие материалы склонны к замедленному растрескиванию? Какие неразрушающие испытания проводятся через 24 часа после окончания сварки? Запоздалое определение трещины: Замедленное растрескивание – это разновидность холодного растрескивания. К так называемым холодным трещинам относятся трещины, возникающие после охлаждения сварки ниже температуры мартенситного превращения М3. Обычно они появляются через некоторое время (несколько часов, дней или даже дольше) после сварки и называются отсроченными трещинами. текстура формы: Образование замедленных трещин связано со склонностью стали к закалке, содержанием и распределением водорода в сварном соединении, а также напряженным состоянием сварного соединения. Часть замедленных трещин распространяется по границам зерен, а часть продвигается поперек зерен, что связано с металлографической структурой, напряженным состоянием и содержанием водорода в сварном соединении. Как правило, замедленные трещины представляют собой преимущественно транскристаллитные трещины (трещины проходят через границы зерен и проникают в зерна). Причина в том, что структура низкой пластичности зоны термического влияния сварного валика не может выдержать напряжения, вызванные изменением объема и структурной трансформацией охлаждения, или же она вызвана сочетанием атомов водорода в сварном шве с образованием молекулярного состояния и проникновением в мелкие поры металла с образованием огромного внутреннего напряжения и сдерживающего сварочного напряжения, что приводит к растрескиванию сварного шва (так называемое водородное растрескивание). Причины: Закаленная структура является решающим фактором, вызывающим появление холодных трещин. При большой скорости охлаждения сварки в зоне термического влияния появляется бейнит и большое количество мартенсита. Особенно когда образуется крупный двойниковый мартенсит, его чувствительность к надрезам увеличивается, становится серьезным охрупчивание и под действием сварочного напряжения возникают холодные трещины. Кроме того, в зоне закалочного охрупчивания возникают микротрещины из-за обогащения диффузионным водородом. Трехмерная зона напряжения, образующаяся на вершине трещины, вызывает диффузию и обогащение водорода, в результате чего микротрещины диффундируют в макротрещины, что представляет собой трещину замедленного действия. Классификация замедленных трещин: Отсроченные трещины подразделяются на трещины в основании шва, трещины вальца сварного шва и корневые трещины. (1) Трещины на концах сварных швов возникают на стыке основного металла и сварного шва с очевидной тенденцией к концентрации напряжений, а направление трещины обычно параллельно сварному валику. (2) Трещины под сварным валиком возникают в зоне термического влияния сварки с большой склонностью к упрочнению и высоким содержанием водорода. Направление трещины обычно параллельно линии сплавления. (3) Корневые трещины могут появиться в крупнозернистой зоне зоны термического влияния или в металле шва в зависимости от механических свойств основного металла и шва и формы корня шва. Содержание диффузионного водорода в наплавленном металле задерживает возникновение трещин и напрямую связано с содержанием водорода в сварном соединении. Температура является важным фактором, влияющим на диффузию и выход водорода из сварного соединения. В процессе сварки часть поглощенного жидким металлом водорода может выйти в процессе кристаллизации ванны расплава. Однако скорость кристаллизации расплавленной ванны очень высока, и значительное количество водорода не успевает выйти и остается в твердом металле сварного шва. Это окажет большое влияние на характеристики сварного шва, создавая огромное внутреннее напряжение, вызывающее растрескивание сварного шва. Водород, который на самом деле вызывает замедленные трещины, называется диффузионным водородом, названным так потому, что он может свободно диффундировать в твердые металлы. Диффузионный водород является важным фактором, приводящим к таким дефектам, как водородные белые пятна, водородное охрупчивание и водородное растрескивание (замедленное растрескивание). Источники водорода в сварном шве Водород, попадающий в сварочную ванну в процессе сварки, в основном поступает из влаги сварочного материала, водородосодержащих веществ, паров воды в воздухе вокруг дуги, воды, ржавчины, масла и других примесей на поверхности сварочной проволоки и канавки основного металла. Меры профилактики замедленных трещин 1. Создайте среду сварки с низким содержанием водорода с точки зрения процесса и используйте сварочные материалы с низким содержанием водорода и процессы сварки с низким содержанием водорода. Например, сварку в среде защитного газа CO2 можно использовать для получения сварных швов с низким содержанием водорода. Старайтесь выбирать малопрочные сварочные материалы, чтобы снизить напряжение сварного соединения. Когда прочность сварного соединения ниже прочности основного металла, растягивающее напряжение можно снять за счет пластической деформации. Примите разумную последовательность сварки. Во время сварки сначала сваривайте сварные швы с большей усадкой, а затем сваривайте сварные швы с меньшей усадкой, чтобы сварные швы могли свободно усаживаться и уменьшать удерживающее сварочное напряжение. (1) Определение разумных сварочных характеристик и тепловложения, а также контроль времени охлаждения могут улучшить структуру и характеристики сварного шва и зоны термического влияния. (2) Предварительный нагрев перед сваркой, контроль температуры между слоями и снижение скорости охлаждения, чтобы облегчить диффузию водорода, что может эффективно предотвратить появление отсроченных трещин. (3) Низкотемпературная обработка удаления водорода ускоряет диффузию водорода. Замедленное растрескивание обычно происходит через несколько часов или дней после сварки. Если сварной шов можно подвергнуть термообработке (обработке для удаления водорода) вовремя до появления трещин, а также нагреть сварной шов до 300°C для ускорения диффузии и выхода водорода из оставшегося твердого металла сварного шва, это может в определенной степени снизить остаточное напряжение при сварке, улучшить структуру сварного соединения и эффективно предотвратить появление отсроченных трещин. (4) Используйте многослойную и многопроходную сварку для толстых стальных пластин. Предыдущий слой подогревает следующий слой, а последний осуществляет термообработку предыдущего слоя, снижая остаточные напряжения и улучшая структуру сварного соединения. (5) Ударьте молотком по поверхности сварного шва, чтобы создать сжимающее напряжение, улучшить поле напряжений сварного шва и уменьшить вероятность отсроченных трещин. (6) Материалы с тенденцией к замедленному растрескиванию должны быть проверены через 24 часа после сварки, чтобы предотвратить пропущенное обнаружение отсроченных трещин. 2. Металлургические аспекты (1) Контролируйте источник водорода. Старайтесь выбирать сварочные материалы с низким или сверхнизким содержанием водорода. Перед использованием сварочные материалы необходимо высушить, а загрязнения, такие как вода, ржавчина и масло, на сварочной проволоке и сварочной канавке необходимо очистить. (2) Используйте щелочные сварочные стержни с низким содержанием водорода и добавьте в покрытие плавиковый шпат, чтобы уменьшить содержание водорода в сварном шве. (3) Разумно выберите состав сплава металла сварного шва и соответствующим образом добавьте определенные легирующие элементы для улучшения вязкости металла сварного шва и трещиностойкости сварного шва. (4) Для сталей, которые трудно сваривать и которые легко растрескиваются, используйте электроды из аустенитной нержавеющей стали. Поскольку аустенит имеет высокую растворимость в водороде, без водорода в сварном шве не произойдет растрескивания. 3. Уменьшите сварочное напряжение (1) Для разумно спроектированных сварных соединений в основном используйте стыковые соединения, чтобы избежать перекрытия соединений. Дизайн внешнего вида сварочного шва должен быть разумным. Схема расположения сварочного шва должна быть как можно дальше от резких изменений сечения. Усиление сварочного шва не должно быть слишком высоким. Участок соединения сварочного шва должен иметь плавный переход, чтобы уменьшить нагрузку на сварной шов и избежать чрезмерной концентрации напряжений. (2) Избегайте плотных сварных швов и соблюдайте разумную последовательность сварки, чтобы снизить жесткость сварного шва. Какие материалы склонны к замедленному растрескиванию? К материалам, склонным к замедленному растрескиванию, относятся в основном различные низколегированные высокопрочные стали. По мере повышения уровня прочности стали и увеличения количества легирующих элементов постепенно увеличивается ее склонность к закалке и увеличивается склонность к замедленному растрескиванию. В настоящее время принято считать, что материалами с высокой чувствительностью к холодному растрескиванию являются в основном низколегированные высокопрочные стали с пределом текучести 450 МПа и более или пределом прочности на разрыв 540 МПа и более. Марки включают 15MnVNR, 18MnMoNbR, 13MnNiMoNbR, 07MnCrMoVR, 07MnNiCrMoVDR и т. д. ； Помимо некоторых низколегированных жаропрочных сталей, к ним относятся марки 1,0Х0,5Мо (15CrMo), 1,25Cr0,5Mo (14Cr1Mo), 1Cr-0,5Mo-V, 2,25Cr-1Mo (12Cr2Mo1) и др. ； И некоторые мартенситные нержавеющие стали, такие как 1Cr13, 2Cr13, 4Cr13, 2Cr12WMoV, 2Cr12MoV, 2Cr12Ni3MoV и т. д. Как провести неразрушающий контроль? Материалы со склонностью к замедленному растрескиванию (например,: 12Cr2Mo1R) должны быть подвергнуты неразрушающему контролю не позднее, чем через 24 часа после окончания сварки. Неразрушающий контроль здесь в основном относится к контролю поверхности. Эта статья взята из сети проектных институтов. www.shejiyuan.com (Сеть проектных институтов имеет коммерческое задание на проектирование 10 стационарных трубчатых теплообменников. Приглашаем к участию проектировщиков)