材料成形中的裂紋ppt課件-文庫吧資料
2025-01-25 10:51本頁面
【正文】 束度的估計，大板厚時可用： R≈700δ 在板厚小于 50mm時： R≈400δ ? 不同鋼種焊接時 ， 冷卻到室溫所形成的拘束度與拘束應力的關系如圖 527所示 。 ? 當 R值增大到一定程度時就產(chǎn)生裂紋，這時的 R值稱為 臨界拘束度(Rcr)。因此，調節(jié) δ和L的數(shù)值可改變拘束度的大小。 L ? 1 1 ?w (N/(mm拘束度分為拉伸拘束度和彎曲拘束度，通常所謂拘束度常指 拉伸拘束度 。 2. 金屬相變產(chǎn)生的組織應力 由于相變時的體積膨脹，將會降低焊后收縮時產(chǎn)生的拉伸應力 3. 結構自拘束條件所造成的應力 這種應力包括結構的剛度、焊縫位置、焊接順序、構件的自重、負載情況，以及其他受熱部位冷卻過程中的收縮等均會使焊接接頭承受不同的應力。 強度越高 、線脹系數(shù)越大及結構剛度越大時殘余應力越大 。 ?當應力在 σuc和 σLc之間時，就會出現(xiàn)由氫引起的延遲斷裂 ?鋼延遲裂紋只是在一定的溫度區(qū)間 (100～ +100℃ )發(fā)生，溫度太高則氫易逸出，溫度太低則氫的擴散受到抑制，因此都不會產(chǎn)生延遲現(xiàn)象的斷裂 ?延遲裂紋的產(chǎn)生還與鋼的組織具有密切的關系 :低碳（鐵素體）鋼和奧氏體鋼都不會發(fā)生延遲裂紋 ?氫的應力誘導擴散開裂理論 (三 ) 焊接接頭的應力狀態(tài) 由于焊接屬于不均勻加熱及冷卻過程 ， 因此會引起不均勻的膨脹和收縮 ， 焊后將會產(chǎn)生不同程度的殘余應力 。 ?當滯后相變的 HAZ由奧氏體向馬氏體轉變時 (TAM)，氫便以過飽和狀態(tài)殘留在馬氏體中，促使這個地區(qū)進一步脆化 ,為延遲裂紋的產(chǎn)生創(chuàng)造了條件。 ? 鋼中引起冷裂紋的氫含量是指鋼中的擴散氫含量，尤其是當冷卻到 100℃ 以下時，焊縫中的擴散氫已不易向外擴散逸出，而是向某個部位擴散集聚而引起裂紋 1. 焊縫中氫的溶解與擴散 來源：焊接時焊接材料、坡口表面的鐵銹、油污、空氣中水分 中的氫會熔入焊縫金屬 溶解與擴散：氫在鐵素體中的擴散速度要顯著大于奧氏體中 氫在鐵素體中的溶解度小，擴散速度大；相反，氫在奧氏 體中溶解度大，擴散速度小。焊接時，鋼種的淬硬傾向越大，產(chǎn)生裂紋的傾向越大。 冷裂紋的斷裂與熱裂紋不同 ， 它是既有沿晶 、 又有穿晶開裂的復雜斷口 。 且隨時間延長逐漸增多并擴展 。 2. 形成冷裂紋的溫度 冷裂紋是在材料的馬氏體轉變點 （ Ms） 以下 。 這與鋼種的淬硬傾向有關 。 在其它材料的焊接熱影響區(qū)中，在高溫條件下由晶內(nèi)晶界的不均勻變形加上晶界的缺陷聚集而失強、失塑導致的晶界開裂屬于 高溫失延裂紋 。這種裂紋大多屬于多邊化裂紋或高溫 失延裂紋。 （二）工藝因素的影響及防治措施 1. 冷卻速度的影響 接頭的冷卻速度越大，所產(chǎn)生的應變率也越大 2. 焊接速度的影響 3. 焊縫形狀的影響 4. 焊接次序的影響 5. 減小熔合比 6. 采用適當?shù)倪\條手法 四 、 液化裂紋 (一 ) 液化裂紋的特征 液化裂紋是在高溫下近縫區(qū)的 奧氏體晶界出現(xiàn)的一種微裂紋，它的尺寸很小，一般在 ，個別裂紋可達 1mm，屬于顯微裂紋，多出現(xiàn)在焊縫熔合線的凹陷區(qū)（具表面約 3～ 7mm）和多層焊的層間過熱區(qū)， (二 ) 液化裂紋的形成機理 液化裂紋雖然同屬于熱裂紋，但它與結晶裂紋不同的是液化裂紋不是在結晶過程中產(chǎn)生的，而是在焊接峰值溫度的作用下，導致近縫區(qū)奧氏體晶界處的低熔點共晶重新液化，該部位金屬的強度及塑性急劇降低，在拉應力作用下沿奧氏體晶界開裂而形成的裂紋。 (4)鎳 鎳在低合金鋼中易于與硫形成低熔共晶 (Ni與 Ni3S2的共 晶熔點僅 645℃ )， 因此會引起結晶裂紋 5. 一次結晶組織形態(tài)的影響 焊縫在結晶后，晶粒大小、形態(tài)和方向，以及析出的初生相等對抗裂性都有很大的影響。 例如 ， TiS的熔點約為 2022～ 2100℃ 、 ZrS熔點為 2100℃ 、 La2S3熔點在 2022℃ 以上 、 CeS熔點 2450℃ 。 是否產(chǎn)生結晶裂紋取決于 焊縫金屬的脆性溫度區(qū)間 TB的大小； 脆性溫度區(qū)內(nèi)的最小塑性 Pmin； 脆性溫度區(qū)內(nèi)應變增長率， 這些因素之間的相互關系。 2. 應變按曲線 2變化 在固相線 Ts附近 ， 焊縫的塑性儲備量 △ es=Pmin△ e ＝ 0,應
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