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热影响区液化裂纹分析优化

时间:2023-06-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:如Thomas在参考文献[52,53]中所综述的,在奥氏体不锈钢热影响区中也可能产生各种裂纹。HAZ液化裂纹可以通过控制母材成分来控制。对于热影响区都是奥氏体的钢要通过限制杂质含量和晶粒长大来减少液化裂纹。降低焊接热输入可以在焊缝周围的热影响区产生很陡的温度梯度,从而限制了可能产生液化的区间。图6-37示出了奥氏体不锈钢HAZ中液化裂纹的例子。

热影响区液化裂纹分析优化

如Thomas在参考文献[52,53]中所综述的,在奥氏体不锈钢热影响区(HAZ)中也可能产生各种裂纹。HAZ中的液化裂纹是由于在邻接熔合线的部分熔化区内,沿其晶粒边界形成了液态薄膜而产生的。这种液化可以是由于高温时在晶粒边界偏析的杂质或者由于NbC(347型不锈钢)和TiC(321型不锈钢)的成分液化而产生。如前面指出的,对于液化裂纹,硫比磷更有害[34]

HAZ液化裂纹可以通过控制母材成分来控制。具有“铁素体势”[3](由WRC-1992相组分图)为1或更高的母材金属将沿热影响区(HAZ)和部分熔化区(PMZ)的边界形成一些铁素体(图6-17),而有效地防止液化裂纹,这是因为液态薄膜不易浸润生成的铁素体-奥氏体边界。在晶粒边界上形成铁素体也限制了晶粒长大,而有利于减少裂纹倾向。

对于热影响区都是奥氏体(没有晶界铁素体)的钢要通过限制杂质含量和晶粒长大来减少液化裂纹。降低焊接热输入可以在焊缝周围的热影响区产生很陡的温度梯度,从而限制了可能产生液化的区间。晶粒尺寸对钢的液化裂纹敏感性也有重要影响。细小的晶粒增进抗裂性,这是因为破坏是发生在晶界上,减小晶粒增加晶界面积可以减少单个晶界上的偏析量和局部应力,这样要引发裂纹就要更高的总体应力。(www.xing528.com)

图6-37示出了奥氏体不锈钢HAZ中液化裂纹的例子。这些微观图像是对具有不同“铁素体势”FP的钢进行点式可变拘束度试验得到的。当“铁素体势”FP为0时,裂纹在较低应变时产生并从熔合线扩展某个距离;而当“铁素体势”FP超过1时,在高温热影响区奥氏体晶粒边界形成了一些铁素体,从而降低了裂纹敏感性。对304型、304L型和A286型不锈钢做的点式可变拘束度试验结果示于图6-38。

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