再熱裂紋

再熱裂紋是指一些含鉻、鉬或釩的耐熱鋼、高強鋼焊接後，為消除焊後殘餘應力，改善接頭金相組織和力學性能，而進行消除應力熱處理過程中產生的裂紋。這種裂紋多發生在低合金高強鋼、珠光體耐熱鋼、奧氏體不鏽鋼、鎳基合金等的焊接接頭中，特別是熱影響區的粗晶區。

基本介紹

• 中文名：再熱裂紋
• 外文名：Reheat crack
• 內容：再次加熱而產生的裂紋
• 預熱溫度：為200～450℃
• 條件：一定溫度範圍內

簡介

再熱裂紋是指焊後焊接接頭在一定溫度範圍再次加熱而產生的裂紋。為防止發生脆斷及應力腐蝕，焊後常要求進行消除應力熱處理。調質高強鋼或耐熱鋼以及時效強化鎳基合金。焊後常須進行回火處理。

在這些加熱過程中可能產生再熱裂紋。一些耐熱鋼和合金的焊接接頭在高溫服役時見到的開裂現象，也可稱為再熱裂紋。在消除內應力熱處理過程中產生的裂紋又稱為消除應力處理裂紋，簡稱SR裂紋。

金相特徵

在低合金鋼中，再熱裂紋沿焊接熱影響區粗晶區中的原奧氏體晶界出現。再熱裂紋的典型例子如下圖所示。

金相特徵

在室溫下，這些鋼中的焊接熱影響區的相變產物，通常為馬氏體和貝氏體，相變產物掩蓋了原奧氏體晶界。通常需要專門的金相技術方可顯示出鋼的原奧氏體晶界。再熱裂紋的擴展路徑具有沿晶特點，這一特點可以方便地區分出再熱裂紋與氫致裂紋，這是因為在這些鋼中的氫致裂紋通常具有穿晶特點。

再熱裂紋敏感性隨著原奧氏體晶粒尺寸的增大而增加，所以再熱裂紋通常距熔合線很近。在許多情況下，再熱裂紋平行於熔合線擴展，並距熔合線僅1個或2個晶粒直徑。在奧氏體不鏽鋼中，再熱裂紋可能出現在焊縫和熱影響區中。如果奧氏體不鏽鋼中的再熱裂紋出現在焊接熱影響區中，該裂紋通常非常接近熔合線．因為該部位的晶粒發牛了長大。

特點

1)從材料來看，含有一定沉澱強化元素的金屬材料，如低合金高強鋼、珠光體耐熱鋼、奧氏體不鏽鋼和某些鎳基合金具有高的再熱裂紋敏感性，碳鋼和固溶強化的金屬材料一般不形成再熱裂紋。

2)從形成的條件來看，裂紋的形成發生在“再熱”(熱處理或一定溫度下服役)過程中，且焊接區有較大的殘餘應力並伴有應力集中。對確定的材料有明顯的再熱裂紋敏感溫度區間：對沉澱強化的低合金高強鋼，敏感溫度約為500-700℃；對奧氏體不鏽鋼和高溫合金，敏感溫度約在700-900℃範圍內。

3)從裂紋位置和擴展路徑來看，再熱裂紋均發生在焊接熱影響區的粗晶區，裂紋沿熔合線母材一側奧氏體粗晶晶界擴展(呈沿晶開裂)，焊縫和熱影響區的細晶區不產生再熱裂紋。

防範措施

焊後焊件在一定溫度範圍內再次加熱（消除應力熱處理或其它加熱過程）而產生的裂紋稱為再熱裂紋。再熱裂紋通常發生在熔合線附近的粗晶區中，從焊趾部位開始，延向細晶區停止。鋼中Cr、Mo、V、Nb、Ti等元素會促使形成再熱裂紋。

防止產生再熱裂紋的方法：

（1）預熱 預熱溫度為200～450℃。若焊後能及時後熱，可適當降低預熱溫度。例如，18MnMoNb鋼焊後在180℃熱處理2h，預熱溫度可降低至180℃。

（2）套用低強度焊縫, 使焊縫強度低於母材以增高其塑性變形能力。

（3）減少焊接應力, 合理地安排焊接順序、減少余高、避免咬邊及根部未焊透等缺陷以減少焊接應力。