撕痕状断口的形成机理

综合以上试验研究和断口分析，轧制钢板层状撕裂的发生及发展全过程可以设想如下：众所周知，钢锭中总是不可避免地存在一些低熔点硫化物型夹杂物，这些夹杂物在钢锭轧制过程中被辗成片状，由于很薄，且与钢板表面平行分布，很容易透过超声波，不易被发现。但它们的存在，破坏了钢板内部的连续性，每条细小的夹杂物都可看成是一条潜在的小裂纹。当钢板厚度方向上承受强力装焊而产生拉伸应力时，首先在夹杂物的首末端产生应力集中，在应力的作用下，由夹杂物诱发的“水平”微裂纹扩展，当拉伸应力增大到一定限度，便在主应力方向上发生剪切而将许多不同深度的“水平”微裂纹连贯起来，构成所谓阶梯状裂纹，这是层状撕裂区别于其他裂纹的重要特征。

氢在层状撕裂中的作用，国内外都有过许多研究。多数人认为层状撕裂是夹杂物、拘束应力和氢联合作用的结果。钢中夹杂物和拘束应力的存在，给氢的集聚提供了有利的条件。许多试验已证实，氢容易在缺陷和高应力塑性变形区集聚，氢浓度的增高一方面使钢材塑性下降变脆，另一方面氢分压迅速上升，促使裂纹起始和扩展。从这一意义上讲，采用低氢焊条或超低氢焊条对防止层状撕裂是有益的。然而实践也表明，尽管采用极其有利的条件，避免氢的存在，也不能确保钢材不发生层状撕裂。(www.xing528.com)

氢的另一作用是首先形成氢致微裂纹，从而导致层状撕裂的发生和发展，这在实际焊接结构当中不少见到。层状撕裂是否出现，主要还是取决于材料本身，优质的钢板，即使由于种种原因产生一些焊趾、焊道下氢致微裂纹，一般也不会扩展成为层状撕裂，可以通过工艺上的调准来克服。与氢致微裂纹不同，层状撕裂完全是灾难性的。当前解决的根本办法是发展耐层状撕裂钢，即Z向钢。