热裂纹防止措施

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1、热裂纹防止措施：(1)尽量使焊缝金属呈双相组织，铁素体的含量控制在 35 以下。因为铁素体能大量溶解有害的 S、P 杂质。(2)尽量选用碱性药皮的优质焊条， 以限制焊缝金属中 S、P、C 等的含量。根据贫铬理论，焊缝和热影响区在加热到 450850敏化温度区时在晶界上析出碳化铬，造成贫铬的晶界，不足以抵抗腐蚀的程度。防止措施：(1)采用低碳或超低碳的焊材，如 A002 等；采用含钛、铌等稳定化元素的焊条，如 A137、A132 等。(2)南焊丝或焊条向焊缝熔入一定量的铁素体形成元素，使焊缝金属成为奥氏体+铁素体的双相组织( 铁素体一般控制在 412)。(3)减少焊接熔池过热，选用较小的焊接电流

2、和较快的焊接速度，加快冷却速度。(4)对耐晶间腐蚀性能要求很高的焊件进行焊后稳定化退火处理。科技名词定义中文名称：晶间腐蚀 英文名称：intergranular corrosion 其他名称：晶界腐蚀 定义 1：沿着或紧挨着晶粒边界发生的腐蚀。 所属学科：船舶工程（一级学科） ；船舶腐蚀与防护（二级学科） 定义 2：因金属中晶界组分在介质中的溶解速率远高于晶粒本体的溶解速率而产生的局部腐蚀。是使金属强度、塑性和韧性大大降低的危害性很大的腐蚀类型。 所属学科：电力（一级学科） ；核电（二级学科） 定义 3：沿着或紧挨着金属晶粒边界发生的腐蚀。 所属学科：机械工程（一级学科） ；腐蚀与保护（二级学

3、科） ；腐蚀类型（三级学科） 本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布 百科名片晶间腐蚀，局部腐蚀的一种。沿着金属晶粒间的分界面向内部扩展的腐蚀。目录基本概念 不锈钢的晶间腐蚀 不锈钢的敏化 预防措施 发生晶间腐蚀的电化学条件 相关标准基本概念 不锈钢的晶间腐蚀 不锈钢的敏化 预防措施 发生晶间腐蚀的电化学条件 相关标准展开编 辑 本 段 基 本 概 念晶 间 腐 蚀英 文 名 称 ： intergranular corrosion;intercrystalline corrosion 说 明 ： 主 要 由 于 晶 粒 表 面 和 内 部 间 化 学 成 分 的 差 异 以 及 晶 界 杂

4、 质 或 内 应 力 的 存 在 。 晶 间 腐 蚀 破 坏 晶 粒 间 的 结 合 ，大 大 降 低 金 属 的 机 械 强 度 。 而 且 腐 蚀 发 生 后 金 属 和 合 金 的 表 面 仍 保 持 一 定 的 金 属 光 泽 ， 看 不 出 被 破 坏 的 迹 象 ， 但 晶粒 间 结 合 力 显 著 减 弱 ， 力 学 性 能 恶 化 , 不 能 经 受 敲 击 ， 所 以 是 一 种 很 危 险 的 腐 蚀 。 通 常 出 现 于 黄 铜 、 硬 铝 合 金 和 一 些不 锈 钢 、 镍 基 合 中 。 不 锈 钢 焊 缝 的 晶 间 腐 蚀 是 化 学 工 厂 的 一 个 重

5、大 问 题 。 编 辑 本 段 不 锈 钢 的 晶 间 腐 蚀不 锈 钢 在 腐 蚀 介 质 作 用 下 ， 在 晶 粒 之 间 产 生 的 一 种 腐 蚀 现 象 称 为 晶 间 腐 蚀 。 产 生 晶 间 腐 蚀 的 不 锈 钢 ， 当 受 到 应 力 作 用 时 ， 即 会 沿 晶 界 断 裂 、 强 度 几 乎 完 全 消 失 ， 这 是 不 锈 钢 的 一 种 最 危 险 的破 坏 形 式 。 晶 间 腐 蚀 可 以 分 别 产 生 在 焊 接 接 头 的 热 影 响 区 (HAZ)、 焊 缝 或 熔 合 线 上 ， 在 熔 合 线 上 产 生 的 晶 间 腐 蚀 又 称刀 线 腐

6、蚀 (KLA)。 晶 间 腐 蚀不 锈 钢 具 有 耐 腐 蚀 能 力 的 必 要 条 件 是 铬 的 质 量 分 数 必 须 大 于 1012%。 当 温 度 升 高 时 ， 碳 在 不 锈 钢 晶 粒 内 部 的 扩散 速 度 大 于 铬 的 扩 散 速 度 。 因 为 室 温 时 碳 在 奥 氏 体 中 的 溶 解 度 很 小 ， 约 为 0.02% 0.03%， 而 一 般 奥 氏 体 不 锈 钢 中的 含 碳 量 均 超 过 此 值 ， 故 多 余 的 碳 就 不 断 地 向 奥 氏 体 晶 粒 边 界 扩 散 ， 并 和 铬 化 合 ， 在 晶 间 形 成 碳 化 铬 的 化 合

7、物 ， 如（ CrFe） 23C6 等 。 数 据 表 明 ， 铬 沿 晶 界 扩 散 的 活 化 能 力 162 252KJ/mol， 而 铬 由 晶 粒 内 扩 散 活 化 能 约540KJ/mol， 即 :铬 由 晶 粒 内 扩 散 速 度 比 铬 沿 晶 界 扩 散 速 度 小 ， 内 部 的 铬 来 不 及 向 晶 界 扩 散 ， 所 以 在 晶 间 所 形 成 的 碳 化 铬所 需 的 铬 主 要 不 是 来 自 奥 氏 体 晶 粒 内 部 ， 而 是 来 自 晶 界 附 近 ， 结 果 就 使 晶 界 附 近 的 含 铬 量 大 为 减 少 ， 当 晶 界 的 铬 的 质 量分

8、数 低 到 小 于 12%时 ， 就 形 成 所 谓 的 “贫 铬 区 ”， 在 腐 蚀 介 质 作 用 下 ， 贫 铬 区 就 会 失 去 耐 腐 蚀 能 力 ， 而 产 生 晶 间 腐 蚀 。 编 辑 本 段 不 锈 钢 的 敏 化含 碳 量 超 过 0.03%的 不 稳 定 的 奥 氏 体 型 不 锈 钢 （ 即 不 含 钛 或 铌 的 0Cr18Ni9 不 锈 钢 ） ， 如 果 热 处 理 不 当 则 在 某 些环 境 中 易 产 生 晶 间 腐 蚀 。 这 些 钢 在 425-815 之 间 加 热 时 ， 或 者 缓 慢 冷 却 通 过 这 个 温 度 区 间 时 ， 都 会 产

9、 生 晶 间 腐 蚀 。这 样 的 热 处 理 造 成 碳 化 物 在 晶 界 沉 淀 （ 敏 化 作 用 ） ， 并 且 造 成 最 邻 近 的 区 域 铬 贫 化 使 得 这 些 区 域 对 腐 蚀 敏 感 。 敏 化 作用 也 可 出 现 在 焊 接 时 ， 在 焊 接 热 影 响 区 造 成 其 后 的 局 部 腐 蚀 。 最 通 用 的 检 查 不 锈 钢 敏 感 性 的 方 法 是 65%硝 酸 腐 蚀 试 验 方 法 。 试 验 时 将 钢 试 样 放 入 沸 腾 的 65%硝 酸 溶 液 中 连 续48h 为 一 个 周 期 ， 共 5 个 周 期 ， 每 个 周 期 测 定

10、重 量 损 失 。 一 般 规 定 ， 5 个 试 验 周 期 的 平 均 腐 蚀 率 应 不 大 于 0.05mm/月 。 编 辑 本 段 预 防 措 施主 要 措 施防 止 晶 界 腐 蚀 的 措 施 有 ： 1 调 整 焊 缝 的 化 学 成 份 ， 加 入 稳 定 化 元 素 减 少 形 成 碳 化 铬 的 可 能 性 ， 如 加 入 钛 或 铌 等 。 2 减 少 焊 缝 中 的 含 碳 量 ， 可 以 减 少 和 避 免 形 成 铬 的 碳 化 物 ， 从 而 降 低 形 成 晶 界 腐 蚀 的 倾 向 ， 含 碳 量 在 0 04%以 下 ， 称 为 “超 低 碳 ”不 锈 钢

11、， 就 可 以 避 免 铬 的 碳 化 物 生 成 。 3 工 艺 措 施 ， 控 制 在 危 险 温 度 区 的 停 留 时 间 ， 防 止 过 热 ， 快 焊 快 冷 ， 使 碳 来 不 及 析 出 。 奥 氏 体 型 不 锈 钢 焊 接 结 构 预 防 方 法 使 用 低 碳 牌 号 00Cr19Ni10(304L)或 00Cr17Ni14Mo2(316L)， 或 稳 定 的 牌 号 0Cr18Ni11Ti(321,多 见 于 欧 洲 )或0Cr18Ni11Nb(347,多 见 于 美 国 ).使 用 这 些 牌 号 不 锈 钢 可 防 止 焊 接 时 碳 化 物 沉 淀 出 造 成 有

12、 害 影 响 的 数 量 。 晶 间 腐 蚀 如 果 结 构 件 小 ， 能 够 在 炉 中 进 行 热 处 理 ， 则 可 在 1040-1150 进 行 热 处 理 以 溶 解 碳 化 铬 ， 并 且 在 425-815 区间 快 速 冷 却 以 防 止 碳 的 沉 淀 。 焊 接 铁 素 体 不 锈 钢 在 某 些 介 质 中 也 可 能 出 现 晶 间 腐 蚀 。 这 是 当 钢 从 925 以 上 快 速 冷 却 时 ， 碳 化 物 或 氧 化 物 沉 淀 ，金 属 晶 格 应 变 造 成 的 ， 焊 接 后 进 行 消 除 应 力 热 处 理 可 消 除 应 力 并 恢 复 耐 腐

13、 蚀 性 能 。 在 1Cr17 不 锈 钢 中 加 入 超 过 8 倍碳 含 量 的 钛 ， 通 常 可 减 少 焊 接 钢 结 构 在 一 些 介 质 中 的 晶 间 腐 蚀 。 然 而 加 入 钛 在 浓 硝 酸 中 不 是 有 效 的 。 防 止 或 减 缓 晶 间 腐 蚀 的 措 施a 选 用 抗 晶 间 腐 蚀 的 合 金 ； b 选 择 合 适 的 热 处 理 工 艺 ， 如 铝 合 金 过 时 效 处 理 ； c 在 确 定 焊 接 工 艺 ， 铝 合 金 胶 接 及 铣 切 工 艺 ， 回 避 容 易 产 生 晶 间 腐 蚀 的 温 度 下 处 理 。 晶 间 腐 蚀 指 腐

14、 蚀 主 要 发 生 在 金 属 材 料 的 晶 粒 间 界 区 ， 沿 着 晶 界 发 展 ， 即 晶 界 区 溶 解 速 度 远 大 于 晶 粒 溶 解 速 度 。 编 辑 本 段 发 生 晶 间 腐 蚀 的 电 化 学 条 件（ 1） 晶 粒 和 晶 界 区 的 组 织 不 同 ， 因 而 电 化 学 性 质 存 在 显 著 差 异 。 内 因 （ 2） 晶 粒 和 晶 界 的 差 异 要 在 适 当 的 环 境 下 才 能 显 露 出 来 。 外 因 编 辑 本 段 相 关 标 准我 国 已 经 有 GB/T 4334.（ 1 5） 2000 不 锈 钢 晶 间 腐 蚀 敏 感 性 试 验 方 法 标 准 （ 根 据 不 同 材 料 敏 感 性 选 择 相 应 标 准 ）GB/T 152601994 镍 合 金 晶 间 腐 蚀 敏 感 性 试 验 方 法 标 准 GB/T 21433-2008 不 锈 钢 压 力 容 器 晶 间 腐 蚀 敏 感 性 检 验