Page 76 - 理化检验-物理分册2025年第一期

汪 博，等：某电厂低温过热器出口集箱接管角焊缝开裂原因

在环向裂纹区域沿管子纵剖面截取另外两个试 纹产生于焊接过程或焊后热处理过程。
样，其显微组织形貌如图3所示。由图3可知：裂纹 1.4 扫描电镜分析
同样起始于管接头外壁角焊缝熔合线附近粗晶区， 为了进一步观察裂纹的特征，将金相试样置于
沿着粗晶区向细晶区扩展，终止于接管侧热影响区 扫描电镜下观察，结果如图4所示。由图4可知：主
细晶区内，未扩展至接管母材，沿壁厚方向没有裂透； 裂纹及其附近的小裂纹具有沿晶特征，裂纹尖端可
一处剖面焊缝可见明显长条状层间夹渣；焊缝、接管 见连续密集的孔洞，这是典型的再热裂纹特征 [4-6] ；
侧熔合线附近、热影响区以及母材的显微组织均未 连续孔洞有发展为晶尖裂纹的趋势，主裂纹尖端具
见异常；裂纹内部和尖端存在较完整的氧化物，表明 有短段多发的特征，晶界上可见连续的孔洞，孔洞中
裂纹存在时间较久且未发生明显扩展，初步认为裂 没有发现杂质和第二相粒子。

图 3 裂纹两端附近显微组织形貌

图 4 裂纹附近 SEM 形貌
1.5 硬度测试 2 综合分析
对图2（a）中试样裂纹附近不同的组织进行显
由化学成分分析结果可知，接管材料没有问
微硬度测试，结果如图5所示。由图5可知：焊缝到
题，焊材选用合适，因此可以排除不合格对角焊缝
接管母材的硬度逐渐减小，无较大硬度梯度，焊缝和
开裂的影响。15CrMo钢含有Cr、Mo等元素，具有
母材的硬度均符合标准要求。
明显的淬硬倾向，容易在焊缝和热影响区形成高硬度
的马氏体，引起较大残余应力，进而产生冷裂纹 [7-8] ，

而焊缝以及母材热影响区的显微组织和硬度均正
常，且裂纹沿晶扩展，因此可以排除冷裂纹的可能。
由金相检验和 SEM 分析结果可知，裂纹在接管外
壁角焊缝熔合线附近粗晶区启裂，终止于热影响区
细晶区；裂纹以沿晶方式扩展，裂纹内部和尖端均
存在较厚的完整氧化皮，表明裂纹产生的时间较久
且未发生明显扩展（或扩展速率极慢）；晶界上已出
现连续的孔洞，有连接成为微裂纹的趋势，综合这
些特征可以判断该裂纹性质为再热裂纹。15CrMo
图 5 管样裂纹附近显微硬度分布曲线 钢中含有碳化物的形成元素铬和钼，有再热裂纹敏

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