Page 89 - 理化检验-物理分册 2021年第六期
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纵 海: 安全端焊后熔合线开裂原因
越靠近熔合线位置脱碳越明显, 这是因为焊接时热
量变化, 低合金母材含碳量高, 不锈钢堆焊层含碳量
低, 从而在近焊缝的低合金钢中由于碳的迁移使其
出现脱碳层, 相反, 在焊缝区出现增碳层 [ 4 ] 。
图 6 1 号试样母材不黏连不锈钢焊材的显微组织形貌
Fi g 6 Microstructuremor p holo gy ofbasemetalnonbonded
stainlesssteelweldin gmaterialofsam p leNo 1
1.4.2 断口扩展区金相分析
对 2 号试样组织形貌进行金相分析, 其显微组
图 4 正常安全端焊后显微组织形貌
Fi g 4 Microstructuremor p holo gy ofnormalsafet y endafterweldin g 织形貌如图 7 和图 8 所示。和起始断裂区类似, 断
1.4.1 起始断裂区金相分析 口扩展区少部分区域母材黏连着不锈钢焊材( 如图
7 ), 大部分区域母材没有黏连不锈钢焊材( 如图 8 ),
对1 号试样进行镶嵌、 研磨、 抛光, 先后用 15%
( 质量分数, 下同) 铬酸及 4% 硝酸酒精溶液浸蚀, 然 母材和堆焊层完全断开。而且在断口扩展区同样发
后在金相显微镜下观察母材及热影响区位置, 少部 现了不同于正常安全端组织的区域, 这些区域没有
分区域典型显微组织形貌如图 5 所示, 大部分区域 脱碳区域, 皆为贝氏体组织。分析认为其原因也是
在安全端不锈钢堆焊层焊接时, 焊接热输入量过小
典型显微组织形貌如图 6 所示。由图 5 可以看出,
少部分区域母材上黏连着不锈钢焊材, 母材热影响 造成的。焊接热输入量过小, 局部冷却速度快, 在熔
区显微组织和正常安全端显微组织相似, 母材热影 合线附近形成马氏体组织, 造成应力集中, 从而发生
响区也存在脱碳区域, 只是脱碳少且不均匀。由图 断裂。
6 可以看出, 安全端起始断裂区的大部分区域母材
没有黏连不锈钢焊材, 母材热影响区显微组织也没
有发现明显脱碳。这是由于安全端不锈钢堆焊层焊
接时, 焊接热输入量过小造成的。因为焊接热输入
量过小, 高温停留时间短, 碳迁移现象不明显, 从而
母材热影响区脱碳区也不明显。同时热输 入量过
小, 熔池温度不够, 冷却速度越快, 局部温度的迅速
降低容易在熔合线位置产生马氏体淬硬组织, 熔合
图 7 2 号试样母材黏连不锈钢焊材的显微组织形貌
线两侧性能具有明显差异, 在安全端这种环形构件
Fi g 7 Microstructuremor p holo gy ofbasemetalbondedto
过大的内应力下, 容易造成开裂。 stainlesssteelweldin gmaterialofsam p leNo 2
图 5 1 号试样母材黏连不锈钢焊材的显微组织形貌
图 8 2 号试样母材不黏连不锈钢焊材的显微组织形貌
Fi g 5 Microstructuremor p holo gy ofbasemetalbondedtostainless
Fi g 8 Microstructuremor p holo gy ofbasemetalnonbonded
steelweldin gmaterialofsam p leNo 1 stainlesssteelweldin gmaterialofsam p leNo 2
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