文档介绍：奥氏体钢焊接接头热裂纹
华侨大学
奥氏体钢焊接接头热裂纹
在焊缝及近缝区都有可能出现热裂纹,最常见的是焊缝凝固裂纹,也可能在HAZ或多层焊道间金属出现液化裂纹。
单相奥氏体不锈钢钢焊接时,具有较高的热裂纹敏感性。
奥氏体钢焊接接头热裂纹
(一)奥氏体钢焊接热裂纹的基本原因
奥氏体钢的热导率小和线膨胀系数大,较大拉应力;
奥氏体钢易于联生结晶形成方向性强的柱状晶的焊缝组织,有利于有害杂质偏析;
奥氏体钢合金组成较复杂,易溶共晶多。
奥氏体钢焊接接头热裂纹
(二)热裂纹与凝固模式
凝固裂纹最易产生于单相奥氏体(γ)组织的焊缝中,如果为γ+δ双相组织,则不易于产生凝固裂纹。
通常用室温下焊缝中δ相数量来判断热裂倾向,如图9-10所示。室温δ相数量由0%增至100%,热裂倾向与脆性温度区间BTR大小完全对应。
奥氏体钢焊接接头热裂纹
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图9-10 凝固模式对热裂纹的影响
TCL-裂纹总长 BTR-脆性温度区间
(二)热裂纹与凝固模式
凝固裂纹与凝固模式有直接关系
所谓凝固模式,首先是指以何种初生相(γ或δ)开始结晶进行凝固过程,其次是指以何种相完成凝固过程。
四种凝固模式:如图9-11所示
1)合金①,以δ相完成整个凝固过程,以F表示;
奥氏体钢焊接接头热裂纹
2)合金②初生相为δ,但超过AB面后又依次发生包晶和共晶反应,以FA表示;
3)合金③初生相为γ,但超过AC面后依次发生包晶和共晶反应,以AF表示;
4)合金④初生相为γ,直到凝固结束不再发生变化,以A表示。
奥氏体钢焊接接头热裂纹
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图9-11 Fe-Cr-Ni三元合金一个70%Fe的
伪二元相图
偏析液膜能够润湿γ-γ、δ-δ界面,不能润湿异相γ-δ界面。
以FA模式形成的δ相呈蠕虫状,妨碍γ枝晶支脉发展,构成理想的γ-δ界面,因而不会有热裂倾向。
单纯F或A模式凝固时,只有γ-γ或δ-δ界面,所以会有热裂倾向。
以AF模式凝固时,由于是通过包晶/共晶反应面形成γ+δ,这种δ相不足以构成理想的γ+δ界面,所以仍然可以呈现液膜润湿现象,以致还有一定的热裂倾向。
奥氏体钢焊接接头热裂纹
AF与FA的分界具有重要意义;
由图9-11可知,这个界线应通过点A(实为共晶线),按舍夫勒图的Creq、Nieq的计算的,这个界线大体相当Creq / Nieq≈。如将这一界线标于舍夫勒图上,可防止热裂所需室温δ相数量与凝固模式AF/FA界线联系起来。
图9-12为标有AF/FA界线的舍夫勒焊缝组织图。
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