本节阐述Lippold和Lin[2]开发的用可变拘束度试验对焊缝凝固裂纹敏感性进行定量化的技术。图10-2示出了试验的示意图。当施加的应变高于一个临界值（命名为饱和应变）后，MCD不再随应变增加而增加，这就指出凝固裂纹已经扩展到裂纹敏感区的全部长度。图10-3示出了当试验施加的应变为5%时，310钢试样在焊接熔池尾部出现的典型裂纹。通过在一个范围内施加不同应变的试验得到图10-4所示的MCD和施加应变之间的关系，由图可以确定开始产生裂纹的应变阈值和对应MCD不再增加的饱和应变值。试验中施加试样的应变范围是0～7%。
图10-2 评定焊缝凝固裂纹敏感性的可变拘束度试验的示意图（引自Finton[3]）
图10-3 310不锈钢可变拘束度试样中的焊缝凝固裂纹，由上往下观察试样表面的视图（引自Finton[3]）
大多数不锈钢显示出的饱和应变值是5%～7%，而起裂应变阈值取决于合金成分和凝固模式在0.5%～2.0%范围内变化。虽然起裂应变阈值在判断焊接凝固裂纹敏感性上可能是一个重要的准则，然而在高于饱和应变后得到的MCD更容易测定，并提供了一个产生凝固裂纹温度范围（SCTR）的度量。为了确定SCTR，把热电偶插入熔池中测量凝固温度范围内的冷却速度。产生裂纹的时间间隔可以近似地等于在饱和应变以上得到的MCD除以凝固速度。用这个方法SCTR可由下式计算得到
图10-4 采用横向可变拘束度试验时焊缝中的最大裂纹距离和外加应变的关系
式中 V———焊接速度。(www.xing528.com)
图10-5示出了用这个方法确定SCTR的图解。用一个温度范围而不是裂纹长度作为裂纹敏感性的度量就可以消除焊接工艺参数（热输入、焊接速度等）的影响。这样SCTR就代表了一个具有冶金学意义的，只决定于材料本身的度量凝固裂纹敏感性的特征参量。
图10-5 用在凝固温度范围内的冷却速度和在饱和应变时的最长裂纹距离（MCD）来确定凝固裂纹温度区间（SCTR）的方法
表10-1示出了几种奥氏体不锈钢和双相不锈钢的SCTR值。以铁素体为先析相凝固的钢（双相不锈钢2205和2507以及奥氏体不锈钢304和316L）具有低的SCTR值，典型的SCTR值低于50℃。而以奥氏体为凝固初析相的钢显示其SCTR值高于100℃。以高的凝固裂纹和液化裂纹敏感性而著称的奥氏体PH钢A-286钢具有很高的SCTR值。可以用SCTR值直接比较材料的裂纹敏感性，也可在已知拘束度的条件下用SCTR值来选择合金。譬如在高拘束度场合为了防止裂纹就要求SCTR值低于50℃。而对于低拘束度的焊件SC-TR值为150℃就可以了。
表10-1 用横向可变拘束度试验测定的凝固裂纹开裂的温度区间（SCTR）
最近Finton[3]用统计方法来评价横向可变拘束度试验的有关变量。他的研究用了不锈钢（304钢和310钢）和Ni基合金（625合金和690合金）来确定各个变量在统计上的重要性，并确定了要保证结果的重复性而在试验时各个参量必须予以变化的范围。在试验的基础上，他们推荐了表10-2中用于不锈钢和镍基合金试验的参量以及其必须予以变化的范围。
表10-2 用于不锈钢和镍基合金横向可变拘束度试验的参量及其变化范围
免责声明：以上内容源自网络，版权归原作者所有，如有侵犯您的原创版权请告知，我们将尽快删除相关内容。
