耐磨鋼的焊接性特點(diǎn)
壞縫結(jié)晶裂紋和近縫區(qū)液化裂紋
焊縫結(jié)晶裂紋和近縫區(qū)的液化裂紋，郴屬于熱裂紋.是在焊接時(shí)高溫下產(chǎn)生的。結(jié)晶裂紋是在焊縫結(jié)晶過(guò)程中.在固相線附近，由干凝固金屬的收縮，剩余液體金屬的低熔點(diǎn)共晶不能及時(shí)填充，在拉應(yīng)力作用下產(chǎn)生的開裂;液化裂紋是由于焊接熱作用，使母材近縫區(qū)的低熔點(diǎn)共晶被重新熔化，在拉應(yīng)力作用下產(chǎn)生的開裂。這兩種裂紋都是沿奧氏體晶界的開裂，產(chǎn)生機(jī)理基本相同。結(jié)晶裂紋較多出現(xiàn)在焊道或熄弧的火口處，液化裂紋大多產(chǎn)生在毋材的近縫區(qū)處。
高錳鋼的近縫區(qū)液化裂紋是一種沿奧氏體晶界開裂的微裂紋，它的尺寸很小，一般都在1 mm以下，個(gè)別可達(dá)2 mm,焊條電弧焊時(shí)，因焊接熱輸人的不fp1，會(huì)在靠近熔合區(qū)的近縫區(qū)處產(chǎn)生不同程度的裂紋。氣休保護(hù)焊時(shí)，裂紋多產(chǎn)生于指狀焊縫肩部凹陷部位的近縫區(qū)處，開裂的嚴(yán)IR程度也受焊接熱輸人的影響。近縫試液化裂紋尺寸很小一般不會(huì)導(dǎo)致接頭的立即破壞，而是作為一種隱患存在于焊縫與母材的連接部位，或是由于后續(xù)焊道的熱影響，使已產(chǎn)生液化裂紋的材料變脆，二者疊加將會(huì)給焊接質(zhì)量帶來(lái)大的影響。所以高錳鋼焊后應(yīng)當(dāng)做到不出現(xiàn)或少出現(xiàn)液化裂紋.
一般認(rèn)為液化裂紋的形成，是由冶金因素和力學(xué)因素共同作用的結(jié)果。液化裂紋產(chǎn)生于脆性溫度區(qū)，處于該區(qū)內(nèi)的母材近縫tx.由于存在低熔組成物，粼性和強(qiáng)度都急劇卜降，如圖8-3所示。在加熱過(guò)程中，金屬塑性在AT,范圈內(nèi)發(fā)生了陡降，即從品間低熔組成物開始熔化的溫度到它全部熔化的溫度范圍。也是從塑性最高的溫度到無(wú)塑性溫度幾這一溫度范圍(AT.)。在冷卻過(guò)程中，由于過(guò)冷，使9性恢復(fù)的溫度總是低于加熱時(shí)塑性開始下降的溫度。所以冷卻過(guò)程的脆性m度區(qū)AT,比加熱時(shí)△乙要大，處于薄弱狀態(tài)的晶間將在更長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)承受應(yīng)變，為產(chǎn)生裂紋提供更為有利的條件。因此.脆性溫度區(qū)AT,的大小是判斷液化裂紋傾向的一個(gè)重要指標(biāo)。
產(chǎn)生近縫區(qū)液化裂紋的必要條件是力的作用。高錳鋼焊接時(shí)的力主要來(lái)自兩方面一是由于焊接結(jié)構(gòu)自身拘束條件所造成的應(yīng)力，它與結(jié)構(gòu)本身的剛度、焊縫位置，焊接順序等因素有關(guān);另一方面是在焊接不均勻加熱和冷卻過(guò)程中所產(chǎn)生的熱應(yīng)力。焊接時(shí)接頭區(qū)由于受熱而發(fā)生膨脹，因而承受壓應(yīng)力;冷卻時(shí)由于收縮又承受拉應(yīng)力，直到焊接結(jié)束將會(huì)產(chǎn)生不同程度的殘余應(yīng)力。這種應(yīng)力的大小與母材和填充材料的熱物理性能有關(guān)。高錳鋼的導(dǎo)熱能力很差，約是低碳鋼導(dǎo)熱能力的1/5一1/6。而高錳鋼受熱后的膨脹能力卻高于低碳鋼，約為低碳鋼的1.6倍。
由于高錳鋼的線膨脹系數(shù)大和導(dǎo)熱性能差，焊接時(shí)造成局部產(chǎn)生大的熱應(yīng)力，在該應(yīng)力作用下，已液化部位易形成液化裂紋。
為了防止液化裂紋，必須降低高錳鋼毋材中S,P含盆。如冶煉之前對(duì)原材料的精選，采取一定的脫硫、脫磷措施。水韌處理時(shí)的溫度、時(shí)間也應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格控制，目的是控制其晶粒度，防止粗大的晶較加劇雜質(zhì)向晶界的分配，增大液化裂紋的傾向。
焊接熱輸人對(duì)高錳鋼近縫區(qū)液化裂紋影響較大，熱輸人越大，毋材近縫區(qū)超過(guò)低熔共晶溫度范圍的寬度越寬.液化裂紋的傾向增加。另外，焊接熱輸人大.使高溫停留時(shí)間長(zhǎng)，高溫下的順性、強(qiáng)度恢復(fù)得慢.在液化溫度內(nèi)存在時(shí)間長(zhǎng)，加速液化裂紋的發(fā)展。表8-6是焊條電弧焊時(shí)焊接熱輸人及冷卻條件對(duì)高錳鋼液化裂紋的影響?？梢?，采用小的焊接熱輸人，可加速焊接接頭的冷卻，以降低高錳鋼液化裂紋的傾向。
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