Unternehmensnachrichten über Entdecken der versteckten Fallen des Wiedererhitzungsspaltens

**Unerklärliche Risse nach der Wärmebehandlung?**

**Enthüllung der versteckten Fallen des Schweiß-Wiedererhitzungs-Krecks**

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### **01 Definition **

> Bestimmte hochfeste Stähle und Hochtemperaturlegierungen, die Niederschlagstärkendelemente enthalten (z. B. Al, Ti, Nb), wie z. B. hochfeste Stahl mit geringer Legierung, perlartiges, hitzebeständiges Stahl,mit einem Gehalt an Kohlenstoff von mehr als 10 GHT, und einige austenitische Edelstahle, können während der Wärmebehandlung nach dem Schweißen (PWHT) oder bei hohem Temperaturangebot Risse entwickeln, auch wenn nach dem Schweißen keine Risse vorhanden waren.Diese Risse werden als "Stressrelief Cracking" (SR Cracking) bezeichnet.In der Technik werden Risse, die sich während des PWHT oder des langfristigen Betriebs (z. B. bei 500°C bis 600°C) bilden, zusammen als **Reheat Cracking** bezeichnet.

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### **02 Haupteigenschaften des Wiedererhitzungscrackens**

> (1) Vorkommt nur in Materialien mit Niederschlagstärkungs-Elementen.

> (2) Temperaturempfindlich** (z. B. 500°C bis 700°C für Niedriglegierte, 700°C bis 900°C für austenitische Edelstahl und Superlegierte).

> (3) Risse beginnen und verbreiten sich entlang der groben Grenzen in der hitzebelasteten Zone (HAZ) **, indem sie intergranularen Pfaden nahe der Fusionslinie folgen.

> (4) erfordert hohe Restspannungen und Spannungskonzentration in geschweißten Bereichen.

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### **03 Faktoren, die auf die Wiedererwärmung des Crackens Einfluss haben**

> (1) **Karbidbildende Elemente** (Cr, Mo, V, Ti, Nb) erhöhen die Empfindlichkeit.

> (2) Heizgeschwindigkeit und Aufenthaltszeit innerhalb des empfindlichen Temperaturbereichs.

> (3) ** Grobes Korngröße** in HAZ erhöht die Fähigkeit zum Rissen.

> (4) **Schweißverfahren**: Hochwärmevorgänge (z. B. Unterwasserbogenschweiß) fördern eine Grobung der Körner und erhöhen das Risiko eines erneuten Aufheizungscrackens in körnungsempfindlichen Stählen.

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### **04 Präventionsmaßnahmen**

> (1) Verwenden Sie **Niedrigfestigkeits-Matching-Schweißmaterialien**.

> (2) Zur Steuerung der Kühlgeschwindigkeiten ist Vor- oder Nachwärme anzuwenden.

> (3) Vermeiden Sie einen längeren Aufenthalt im empfindlichen Temperaturbereich.

> (4) Reduzieren Sie Restbelastungen und mindern Sie die Stresskonzentration.

> (5) Für spezifische Legierungen (z. B. Incoloy 800HT bei Betriebstemperaturen ≥ 538 °C) eine **Stabilisierungskärmbehandlung** durchführen.

> (6) Nach der Wärmebehandlung für empfindliche Materialien **nicht zerstörende Prüfung (NDT) ** durchführen.

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### **05 Wiedererhitzen von knackempfindlichen Materialien**

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

> **Anmerkung**: Wiedererhitzungs-Risse sind heimtückisch und können zu plötzlichen Ausfällen führen.

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### **06 Mechanismen des Wiedererhitzungscrackens**

> Das Wiedererhitzen entsteht durch die "Microcrack-Nukleation" an den Korngrenzen aufgrund eines bevorzugten Schiebes während der Spannungsentspannung.

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> **1. Theorie der Grenzbrüchigkeit von Getreide**

> Unreinheitssegregation (z. B. P, S) schwächt die Korngrenzen.

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> **2. Intragranuläre Stärkungstheorie (Wedge Cracking) **

> Dispergierte Niederschläge (z. B. Cr, V-Carbide) behindern die intragranulare Verformung und zwingen zur Spannungsentspannung an den Korngrenzen.

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> **3. Kriechende Bruchtheorie**

> Der während der Belastungsentspannung angesammelte Kriechschaden beschleunigt das intergranulare Rissen.

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### **07 Wiedererhitzen Cracking Empfindlichkeit Formel**

> Die Anfälligkeit für das Wiedererhitzen hängt von der chemischen Zusammensetzung und der Restbelastung ab.

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> **△G = Cr + 3,3 Mo + 8,1 V + 10C 2**

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> - **△G < 1,5**: Niedrige Empfindlichkeit

> - **1,5 < △G < 2**: Mäßige Empfindlichkeit

> - **△G > 2**: Hohe Empfindlichkeit

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### **08 Expertenanalyse**

> **1.** Wiedererhitzungskrecken tritt in eingeschränkten Schweißverbindungen während des PWHT- oder Hochtemperaturbetriebs auf.es ist an **intragranuläre Niederschläge** gebunden, die die Matrix stärkenDie genauen Mechanismen bleiben teilweise ungeklärt.

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> **2.** Grobe Körner, schlechte Schweißkonstruktion (z. B. übermäßige Schrumpfung) und aggressive Schweißtechniken verschlimmern das Rissen.

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> **Zwei Arten des Wiederaufwärmcrackens**:

> 1) **Stressrelief Cracking (SR Cracking) **: Tritt während der PWHT auf.

> 2) **Langzeitarbeitscracking**: Entwickelt sich bei hohem Temperaturbetrieb.

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> **Hauptmerkmale**:

> - beschränkt auf Materialien mit Niederschlagstärkungselementen (Ti, Al).

> - Temperaturabhängig, mit ausgeprägten Empfindlichkeitsbereichen.

> - Intergranulare Vermehrung in HAZ-Regionen mit grobem Korn.

> - erfordert Restbelastung und Belastungskonzentration.

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