Unternehmensnachrichten über Risse nach der Wärmebehandlung? Verborgene Falle des Schweiß-Wiederaufwärm-Risses

01 Definitionen

Hochfeste Stähle und Superlegierungen, die Niederschlagstärkende Elemente (Al, Ti, Nb) enthaltenmit einem Gehalt an Kohlenstoff von mehr als 10 GHT, und bestimmte austenitische Edelstahle können während der Wärmebehandlung nach dem Schweißen Spannungsentlastungs-Risse (SR-Risse) entwickeln, obwohl anfangs keine Risse vorhanden waren.Einige geschweißte Strukturen können bei längerer Hochtemperaturbetriebszeit Risse entwickeln.In der technischen Praxis werden diese Risse, die sowohl bei der Belastungsbehandlung als auch beim Betrieb auftreten, zusammen als Erwärmungs-Risse bezeichnet.

02 Haupteigenschaften von Aufheizungsspalten

(1) Wiedererhitzungscracking tritt nur bei Metallschweißungen auf, die Niederschlagstärkungselemente enthalten.und Kohlenstoffstahl und Festlösungsstärkende Metallmaterialien erzeugen normalerweise kein Wiedererhitzen.

(2) Es gibt einen empfindlichen Temperaturbereich, der mit der Aufheizungstemperatur und der Zeit zusammenhängt.und die des austenitischen Edelstahls und des Hochtemperaturlegierten Stahls ist 700~900°C.

(3) Die Korngrenze des Austenitgrobkorns in der hitzebelasteten Zone erstreckt sich entlang der Fusionslinie auf der Seite des Grundmaterials, wobei das intergranulare Rissen beobachtet wird.

(4) In der Schweißfläche sollte eine große Restbelastung und Spannungskonzentration vorliegen.

03 Faktoren, die auf die Aufheizung von Rissen einwirken

(1) Der Gehalt an karbidbildenden Elementen (Cr, Mo, V, Ti, Nb) wirkt sich erheblich aus.Der Gehalt an V in pearlit-hitzebeständigem Stahl erhöht die Empfindlichkeit von SR-Risse erheblich..

(2) Die Erhitzungsgeschwindigkeit und -zeit beeinflussen den empfindlichen Temperaturbereich verschiedener Stähle.

(3) Die Korngröße hat einen wesentlichen Einfluß auf die Neuerhitztendenz der Risse, je größer die Korngröße, desto höher die Tendenz.

(4) Unterschiede bei den Schweißmethoden: Das große Wärmeaufnahme-Schweißen führt in der Regel zu einer Grobung der Körner.und die Neuerwärmungs-Kreckungstendenz des Unterwasserbogenschweißens ist höher als die des Elektrodenbogenschweißens in Stahlsorten, die anfällig für Kornwachstum sindDie Verhärtungstendenz ist bei den Stahlsorten mit großer Verhärtungstendenz höher.

04 Vorbeugende Maßnahmen gegen die Aufheizung von Rissen

(1) Auswahl von Schweißmaterialien mit geringer Festigkeit;

(2) Steuerung der Kühlgeschwindigkeit durch Vor- oder Nachwärme;

(3) Vermeiden Sie empfindliche Temperaturbereiche oder verkürzen Sie die Aufenthaltszeit;

(4) Reduzieren Sie Restbelastungen und vermeiden Sie Stresskonzentrationen;

(5) Bestimmte Legierungen (z. B. Incoloy 800HT, konstruiert für Temperaturen ≥ 538 °C) erfordern eine Wärmebehandlung zur Stabilisierung nach dem Schweißen.

(6) An den Materialien, die nach der Wärmebehandlung eine Rissneigung aufweisen, sollte eine zerstörungsfreie Prüfung vorgenommen werden.

05 Wiederaufheizung von knackempfindlichen Materialien

15MnVR, 15MnNbR, 18MnMoNbR, 13MnMoNbR, 07MnCrMoVR, 07MnNiMoVDR, 17Cr1Mo1V und japanischer CF-62-Stahl.

Anmerkung: Bei der Wärmebehandlung oder -betreuung können wiedererwärmende Risse auftreten, die verborgen sind und leicht zu plötzlichen Unfällen führen können.und die Inspektoren müssen im Voraus die Risiken von Wiedererwärmung von Rissen beurteilen und Präventions- und Kontrollpläne erarbeiten.

Der Rückwärme-Riss wird durch die Wärmebehandlung nach dem Schweißen verursacht (z. B. Wärmebehandlung zur Belastungsentlastung), und die Elemente Cr, Mo, V, Nb, Ti im Stahl verschärfen die Neigung zum Rückwärme-Riss.

06 Mechanismus der Wiederaufwärmung von Crack

Die Erwärmung entsteht durch die Bildung von Mikrokrecken, die durch eine vorzugsweise Verschiebung der Korngrenzen verursacht werden.und die Korngrenze wird geschwächt und das Korn wird in der Wärmebehandlung nach dem Schweißen gestärkt.

(1) Die Theorie der schwachen chemischen Bindung an den Korngrenzen

Die Verunreinigungselemente (z. B. P, S) sind aufgrund der Trennung an den Korngrenzen spröde, während das Kohlenstoff/Nitrid von Cr, Mo, V,Nb und andere Elemente werden durch Niederschlag im Korn während der Sekundärheizung verstärktDie Verformung durch Spannungsentspannung konzentriert sich an den Korngrenzen und der Riss wird durch unzureichende Plastizität verursacht.

(2) Intrakristalline Verstärkungstheorie (Mode Cracking Theorie)

Die In-situ-Verschüttung der Verstärkungsphase (Crombarbid, Vanadium, Titan, Niob usw.) im Verwerfungsbereich behindert die Verformung im Kristall.Die Belastungsentlastung wird durch die Korngrenze getragen., und die Stresskonzentration führt zum Riss.

(3) Schleichfrakturtheorie

Das Risswachstum entlang der Korngrenzen wird durch die Anhäufung von Schäden durch Kriechen während des Stressrelaxationsprozesses beschleunigt.

07 Formel zur Kennzeichnung der Rissempfindlichkeit bei Wiedererhitzung

The main factors affecting the reheat crack are the chemical composition of the steel (which directly affects the plasticity of the coarse grain zone) and the residual stress in the welded zone (especially the stress concentration area).

△G=Cr+3,3Mo+8,1V+10C-2

Wenn△G<1.5, ist der Aufheizungs-Riss nicht empfindlich;

Wenn 1,5 <△G < 2, ist es in der Regel;

Wenn △G> 2, ist der Aufheizungs-Riss empfindlich.

08 GESCHÄFTIGTE ANALyse

1: Bei der Wärmebehandlung nach dem Schweißen oder beim Hochtemperaturbetrieb können sich in den hitzebelasteten Zonen in den geschlossenen Schweißverbindungen "Wiederwärmungs-Risse" (auch "Stressrückfahrrisse" genannt) entwickeln.Historisch gesehenDiese Risse wurden erstmals von Kraftwerksingenieuren in austenitischen Edelstahlen identifiziert.Diese Niederschläge verstärken das Innere der Körner., wodurch die für die Belastungsentlastung erforderliche Spannung auf die Korngrenzen verschoben wird, wodurch die Kriechflexibilität verringert und ein Grenzversagen verursacht wird.Dieser Rissmechanismus ist noch nicht vollständig verstanden., insbesondere in Bezug auf die Mikrostruktur- und Zusammensetzungsaktoren, die die Bildung beeinflussen.

2: Die Verstärkung der Niederschlagsmenge an der Korngrenze erklärt nur teilweise die Ursache.die zu einer Verschlechterung der Schleichdunkelheit und zur Anreicherung der Niederschlagsmengen an der Korngrenze führen wirdDarüber hinaus wird die Schweißschrumpfung, das grobe Korn den Korngrenzrutsch behindern, die Materialdicke steigt und der wilde Schweißprozeß die Tendenz zum Riss verschlimmert.

Zwei Arten von Aufheizungsspalten:

1) Das Schweißwerk ist anfangs nicht zerbrochen, aber bei der Wärmebehandlung nach dem Schweißen sind Risse aufgetreten.

2) Risse werden nach dem Schweißen nicht festgestellt, sie entstehen jedoch nach langem Betrieb bei einer bestimmten Temperatur.

Eigenschaften der Aufheizung von Spalten:

1) Es kommt ausschließlich in Metallschweißungen vor, die Niederschlagselemente (Ti, Al) enthalten.

2) Es tritt nur in einem bestimmten Temperaturbereich auf, und der Aufheizungs-Riss hängt mit der Aufheizungstemperatur und der Zeit zusammen, es gibt einen empfindlichen Temperaturbereich für das Aufheizungs-Riss.für die allgemeine Niedriglegierungsstahlindustrie, beträgt der Temperaturbereich etwa 500~700°C; für den austenitischen Edelstahl und einige Hochtemperaturlegierte Stähle beträgt der Temperaturbereich 700~900°C.

3) Der Riss erstreckt sich entlang der Austenitkorngrenze auf der Schweißseite, und die Rissrichtung ist intergranular.

4) in der Schweißfläche Restspannungen und -konzentrationen vorhanden sein müssen.

Der Entstehungmechanismus der Erwärmungskrecke besteht in der Schwächung der Verunreinigungsvorkommen an der Korngrenze und der Stärkung der Vorkommen im Inneren der Körner.