耐磨鋼的焊接性特點
壞縫結晶裂紋和近縫區液化裂紋
焊縫(feng)結(jie)晶(jing)裂紋和近(jin)(jin)縫(feng)區的(de)液化(hua)裂紋，郴屬(shu)于熱裂紋.是在(zai)(zai)焊接(jie)時(shi)高溫(wen)下(xia)產(chan)生(sheng)的(de)。結(jie)晶(jing)裂紋是在(zai)(zai)焊縫(feng)結(jie)晶(jing)過(guo)程中.在(zai)(zai)固(gu)相線(xian)附近(jin)(jin)，由干(gan)凝固(gu)金屬(shu)的(de)收(shou)縮，剩余液體金屬(shu)的(de)低熔(rong)點(dian)共(gong)晶(jing)不能及時(shi)填充，在(zai)(zai)拉應力作用下(xia)產(chan)生(sheng)的(de)開裂;液化(hua)裂紋是由于焊接(jie)熱作用，使母材(cai)近(jin)(jin)縫(feng)區的(de)低熔(rong)點(dian)共(gong)晶(jing)被重新(xin)熔(rong)化(hua)，在(zai)(zai)拉應力作用下(xia)產(chan)生(sheng)的(de)開裂。這(zhe)兩種裂紋都(dou)是沿奧氏(shi)體晶(jing)界的(de)開裂，產(chan)生(sheng)機(ji)理基本(ben)相同。結(jie)晶(jing)裂紋較多(duo)出現在(zai)(zai)焊道或熄弧的(de)火口處，液化(hua)裂紋大多(duo)產(chan)生(sheng)在(zai)(zai)毋材(cai)的(de)近(jin)(jin)縫(feng)區處。
高錳鋼(gang)的(de)(de)(de)近縫區液化(hua)裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)是(shi)一(yi)種沿奧(ao)氏體晶界開(kai)裂(lie)(lie)(lie)的(de)(de)(de)微裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)，它(ta)的(de)(de)(de)尺(chi)寸(cun)很小，一(yi)般都在1 mm以(yi)下，個(ge)別可達2 mm,焊(han)條電弧焊(han)時(shi)，因焊(han)接(jie)熱輸人(ren)的(de)(de)(de)不(bu)fp1，會在靠(kao)近熔合區的(de)(de)(de)近縫區處產生(sheng)(sheng)不(bu)同程度(du)的(de)(de)(de)裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)。氣休保(bao)護焊(han)時(shi)，裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)多產生(sheng)(sheng)于(yu)指狀焊(han)縫肩(jian)部凹陷部位(wei)的(de)(de)(de)近縫區處，開(kai)裂(lie)(lie)(lie)的(de)(de)(de)嚴(yan)IR程度(du)也受焊(han)接(jie)熱輸人(ren)的(de)(de)(de)影響。近縫試液化(hua)裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)尺(chi)寸(cun)很小一(yi)般不(bu)會導(dao)致接(jie)頭的(de)(de)(de)立即(ji)破壞，而(er)是(shi)作為一(yi)種隱(yin)患存(cun)在于(yu)焊(han)縫與母材(cai)(cai)的(de)(de)(de)連接(jie)部位(wei)，或是(shi)由于(yu)后續焊(han)道(dao)的(de)(de)(de)熱影響，使已產生(sheng)(sheng)液化(hua)裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)的(de)(de)(de)材(cai)(cai)料變脆，二(er)者疊加將(jiang)會給焊(han)接(jie)質(zhi)量帶(dai)來大的(de)(de)(de)影響。所(suo)以(yi)高錳鋼(gang)焊(han)后應當做到不(bu)出現(xian)或少出現(xian)液化(hua)裂(lie)(lie)(lie)紋(wen).
一般認為液化(hua)(hua)裂(lie)紋(wen)的(de)(de)形成(cheng)，是由冶金因(yin)素(su)和力(li)學因(yin)素(su)共同(tong)作用的(de)(de)結果。液化(hua)(hua)裂(lie)紋(wen)產(chan)生于(yu)(yu)脆性(xing)(xing)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)區(qu)，處于(yu)(yu)該區(qu)內的(de)(de)母材近縫tx.由于(yu)(yu)存在(zai)(zai)低(di)熔組成(cheng)物，粼性(xing)(xing)和強度(du)(du)(du)(du)都急劇卜降(jiang)，如圖(tu)8-3所示。在(zai)(zai)加熱過(guo)程中，金屬塑(su)性(xing)(xing)在(zai)(zai)AT,范圈內發生了陡降(jiang)，即從品間(jian)低(di)熔組成(cheng)物開始熔化(hua)(hua)的(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)到它全部熔化(hua)(hua)的(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)范圍(wei)。也是從塑(su)性(xing)(xing)最高的(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)到無塑(su)性(xing)(xing)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)幾這一溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)范圍(wei)(AT.)。在(zai)(zai)冷卻過(guo)程中，由于(yu)(yu)過(guo)冷，使9性(xing)(xing)恢復的(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)總是低(di)于(yu)(yu)加熱時(shi)塑(su)性(xing)(xing)開始下降(jiang)的(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)。所以冷卻過(guo)程的(de)(de)脆性(xing)(xing)m度(du)(du)(du)(du)區(qu)AT,比(bi)加熱時(shi)△乙要(yao)大(da)，處于(yu)(yu)薄弱(ruo)狀(zhuang)態的(de)(de)晶間(jian)將在(zai)(zai)更長的(de)(de)時(shi)間(jian)內承受應變(bian)，為產(chan)生裂(lie)紋(wen)提(ti)供更為有(you)利(li)的(de)(de)條件。因(yin)此.脆性(xing)(xing)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)區(qu)AT,的(de)(de)大(da)小是判斷液化(hua)(hua)裂(lie)紋(wen)傾向(xiang)的(de)(de)一個(ge)重(zhong)要(yao)指標。
產生(sheng)近縫區液化裂紋的(de)(de)(de)必要(yao)條(tiao)件(jian)是力(li)(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)作用。高錳(meng)鋼(gang)(gang)焊(han)接(jie)時的(de)(de)(de)力(li)(li)(li)(li)(li)主要(yao)來自兩方面(mian)一(yi)是由(you)于(yu)焊(han)接(jie)結構自身拘束(shu)條(tiao)件(jian)所造成的(de)(de)(de)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)，它(ta)與(yu)結構本身的(de)(de)(de)剛度、焊(han)縫位置(zhi)，焊(han)接(jie)順序等因(yin)素有關;另(ling)一(yi)方面(mian)是在焊(han)接(jie)不均勻加(jia)熱(re)(re)和冷卻過程(cheng)中(zhong)所產生(sheng)的(de)(de)(de)熱(re)(re)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)。焊(han)接(jie)時接(jie)頭(tou)區由(you)于(yu)受(shou)(shou)熱(re)(re)而發(fa)生(sheng)膨脹，因(yin)而承受(shou)(shou)壓應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li);冷卻時由(you)于(yu)收縮(suo)又承受(shou)(shou)拉應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)，直到焊(han)接(jie)結束(shu)將會產生(sheng)不同(tong)程(cheng)度的(de)(de)(de)殘余應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)。這種應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)大小(xiao)與(yu)母(mu)材(cai)和填充材(cai)料的(de)(de)(de)熱(re)(re)物理性(xing)能(neng)有關。高錳(meng)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)導(dao)熱(re)(re)能(neng)力(li)(li)(li)(li)(li)很差，約是低(di)碳鋼(gang)(gang)導(dao)熱(re)(re)能(neng)力(li)(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)1/5一(yi)1/6。而高錳(meng)鋼(gang)(gang)受(shou)(shou)熱(re)(re)后的(de)(de)(de)膨脹能(neng)力(li)(li)(li)(li)(li)卻高于(yu)低(di)碳鋼(gang)(gang)，約為低(di)碳鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)1.6倍。
由(you)于高(gao)錳鋼的線(xian)膨脹系數大和(he)導熱性能差，焊接時造成局部產生大的熱應(ying)力(li)，在(zai)該應(ying)力(li)作用下(xia)，已液化部位易形成液化裂紋(wen)。
為了防止(zhi)液(ye)化(hua)裂紋，必須降低高錳鋼毋材(cai)中S,P含盆。如冶煉(lian)之前(qian)對原材(cai)料的(de)精(jing)選，采取一定的(de)脫硫、脫磷措施(shi)。水韌處理時的(de)溫度(du)、時間也應當嚴(yan)格控制，目(mu)的(de)是控制其晶(jing)粒(li)度(du)，防止(zhi)粗大(da)的(de)晶(jing)較加劇雜質向晶(jing)界的(de)分配，增大(da)液(ye)化(hua)裂紋的(de)傾向。
焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)熱輸(shu)(shu)人對(dui)高(gao)(gao)錳鋼近縫區液化(hua)裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)影響(xiang)較大(da)，熱輸(shu)(shu)人越(yue)大(da)，毋材近縫區超過(guo)低熔共晶溫(wen)(wen)度(du)范(fan)圍的(de)寬(kuan)度(du)越(yue)寬(kuan).液化(hua)裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)的(de)傾(qing)向(xiang)增加(jia)(jia)。另外，焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)熱輸(shu)(shu)人大(da).使(shi)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)停留時(shi)間(jian)長，高(gao)(gao)溫(wen)(wen)下的(de)順(shun)性、強(qiang)度(du)恢復(fu)得慢.在液化(hua)溫(wen)(wen)度(du)內存在時(shi)間(jian)長，加(jia)(jia)速液化(hua)裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)的(de)發展(zhan)。表8-6是焊(han)(han)(han)(han)條電弧焊(han)(han)(han)(han)時(shi)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)熱輸(shu)(shu)人及冷卻條件(jian)對(dui)高(gao)(gao)錳鋼液化(hua)裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)的(de)影響(xiang)。可(ke)見，采用小的(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)熱輸(shu)(shu)人，可(ke)加(jia)(jia)速焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭的(de)冷卻，以降低高(gao)(gao)錳鋼液化(hua)裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)的(de)傾(qing)向(xiang)。