壓力容器焊接中冷裂紋產(chǎn)生原因
發(fā)布時(shí)間：2018-08-29 瀏覽：2832次
1、淬火作用近縫區(qū)或焊縫上所形成的冷裂紋與金屬相變過(guò)程中力學(xué)性能的急劇變化和復(fù)雜的應(yīng)力狀態(tài)有關(guān)。冷裂紋主要發(fā)生在中碳鋼、高碳鋼和高強(qiáng)度鋼中。這類鋼的主要特點(diǎn)是易于淬火，形成脆硬的馬氏體組織。特別是在焊接條件下近縫區(qū)的加熱溫度很高，熔合線附近則在1350℃以上，使奧氏體嚴(yán)重過(guò)熱，晶粒顯著長(zhǎng)大。由金屬學(xué)可知，晶粒粗大的奧氏體更容易淬火，轉(zhuǎn)變?yōu)榇执蟮鸟R氏體組織，使近縫區(qū)金屬性能變壞，特別是塑性下降，脆性增加。這時(shí)在復(fù)雜的焊接應(yīng)力的作用下，就會(huì)發(fā)生冷裂紋。
2、氫的作用在焊接高溫下，一些含氫的化合物分辨析出原子狀態(tài)的氫，大量的氫溶解于熔池金屬中。隨著熔池溫度的下降，氫在金屬中的溶解度急劇降低。但焊接熔池的冷卻速度很快，氫來(lái)不及逸出而殘留在焊縫金屬中。氫在奧氏體和鐵素體中的溶解度及擴(kuò)散能力也有顯著差別。通常焊縫金屬的碳當(dāng)量總比母材低一些，因而焊縫在較高溫度下就發(fā)生奧氏體分解，這時(shí)近縫區(qū)還尚未發(fā)生奧氏體轉(zhuǎn)變。由于焊縫金屬中氫的溶解度突然下降，擴(kuò)散能力提高，氫就向近縫區(qū)的奧氏體中擴(kuò)散。這樣就使近縫區(qū)聚集了大量的氫。隨著溫度的下降，壓力容器近縫區(qū)的奧氏體發(fā)生轉(zhuǎn)變時(shí)，溫度已經(jīng)很低，氫的溶解度更低，而且擴(kuò)散能力也已很微弱。于是氫便以氣體狀態(tài)進(jìn)到金屬的細(xì)微孔隙中并造成很大的壓力，使局部金屬產(chǎn)生很大的應(yīng)力，從而形成冷裂紋。綜上所述，壓力容器產(chǎn)生冷裂紋的原因有兩個(gè)：一個(gè)是金屬的脆化；一個(gè)是焊接應(yīng)力的作用。
