焊接裂纹应力腐蚀裂纹.pptx

《焊接裂纹应力腐蚀裂纹.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《焊接裂纹应力腐蚀裂纹.pptx（12页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、二、应力腐蚀裂纹的特征二、应力腐蚀裂纹的特征 （一）应力腐蚀裂纹的分布（一）应力腐蚀裂纹的分布 裂纹的分布如同疏松的网状或龟裂分布，在焊缝的裂纹的分布如同疏松的网状或龟裂分布，在焊缝的表面上，多以横向裂纹出现，如果引入金属内部观表面上，多以横向裂纹出现，如果引入金属内部观察，察，SCCSCC的形态如同树根一样。的形态如同树根一样。（二）（二）SCCSCC的开裂途径与母材及腐蚀介质有关，有的开裂途径与母材及腐蚀介质有关，有沿晶开裂、穿晶开裂。沿晶开裂、穿晶开裂。（三）（三）SCCSCC的产生必须有拉伸应力存在，而焊接结的产生必须有拉伸应力存在，而焊接结构如不经消除应力处理，必然存在残余应力，这是

2、构如不经消除应力处理，必然存在残余应力，这是产生产生SCCSCC的重要条件。通常对于重要的焊接结构，的重要条件。通常对于重要的焊接结构，如在腐蚀条件下工作，必须进行消除应力处理，以如在腐蚀条件下工作，必须进行消除应力处理，以防止防止SCCSCC。第第第第1 1页页页页/共共共共1212页页页页三、产生应力腐蚀裂纹的机理三、产生应力腐蚀裂纹的机理（一）应力腐蚀产生的条件（一）应力腐蚀产生的条件（一）应力腐蚀产生的条件（一）应力腐蚀产生的条件（1 1）材料与腐蚀介质的匹配）材料与腐蚀介质的匹配 纯金属不会产生纯金属不会产生SCCSCC，金属中必须含有不同电极电，金属中必须含有不同电极电位的组织。位

3、的组织。材料必须在匹配的腐蚀条件下：如低碳钢在材料必须在匹配的腐蚀条件下：如低碳钢在NaOHNaOH，硝酸盐溶液，海水中容易腐蚀；奥氏体不锈钢在氯硝酸盐溶液，海水中容易腐蚀；奥氏体不锈钢在氯化物水溶液、海水、海洋气氛等容易腐蚀。化物水溶液、海水、海洋气氛等容易腐蚀。腐蚀介质较弱，腐蚀膜不太稳定时，容易出现腐蚀介质较弱，腐蚀膜不太稳定时，容易出现SCCSCC。（2 2）拉应力是产生）拉应力是产生SCCSCC的先决条件，特别是应力约等的先决条件，特别是应力约等于屈服应力时，更容易引发于屈服应力时，更容易引发SCCSCC。第第第第2 2页页页页/共共共共1212页页页页（二）应力腐蚀的电化学应力腐蚀

4、开裂机理（二）应力腐蚀的电化学应力腐蚀开裂机理（二）应力腐蚀的电化学应力腐蚀开裂机理（二）应力腐蚀的电化学应力腐蚀开裂机理 把应力腐蚀开裂分为以下两个方面：把应力腐蚀开裂分为以下两个方面：（1 1）阳极溶解腐蚀开裂（）阳极溶解腐蚀开裂（APCAPC）；）；（2 2）阴极氢脆开裂（）阴极氢脆开裂（HECHEC）。）。HECHECHECHECAPCAPCAPCAPC第第第第3 3页页页页/共共共共1212页页页页 阳极发生阳极发生M+M+的溶解：的溶解：MM+eMM+eAPCAPC的的SCCSCC 阴极阴极H+H+得到电子：得到电子：H H+eH+eHHECHEC的的SCCSCC 当阳极电流密度越

5、大时，说明当阳极电流密度越大时，说明M+M+的溶解过程越强，的溶解过程越强，腐蚀开裂所需的时间腐蚀开裂所需的时间tftf越短，也就是越容易产生越短，也就是越容易产生APCAPC型型SCCSCC。阴极电流密度越大时，说明溶氢过程越强烈，越易阴极电流密度越大时，说明溶氢过程越强烈，越易发生氢致脆化，也就是越易产生发生氢致脆化，也就是越易产生HECHEC型型SCCSCC。通常情况下通常情况下APCAPC和和HECHEC是同时进行的。一般奥氏体不是同时进行的。一般奥氏体不锈钢的锈钢的SCCSCC，往往是属，往往是属APCAPC型；而低碳钢、低合金高型；而低碳钢、低合金高强钢和超高强钢多属强钢和超高强钢

6、多属HECHEC型，也称氢致开裂（氢脆）。型，也称氢致开裂（氢脆）。第第第第4 4页页页页/共共共共1212页页页页 （三）（三）（三）（三）SCCSCCSCCSCC的开裂的开裂的开裂的开裂n nSCCSCC的开裂分三个过程：的开裂分三个过程：（1 1）孕育阶段）孕育阶段 由于应力集中，产生由于应力集中，产生“滑移阶梯滑移阶梯”，引起保护膜破，引起保护膜破坏，形成最初的腐蚀裂口。坏，形成最初的腐蚀裂口。（2 2）发展阶段）发展阶段 腐蚀裂口在拉应力及匹配腐蚀介质的作用下，裂口腐蚀裂口在拉应力及匹配腐蚀介质的作用下，裂口沿应力方向扩展。沿应力方向扩展。（3 3）溃裂阶段）溃裂阶段 裂纹达到一定尺

7、寸后，在应力的作用下，急速扩展。裂纹达到一定尺寸后，在应力的作用下，急速扩展。第第第第5 5页页页页/共共共共1212页页页页n nSCCSCC的扩展途径大体上分为以下三类：的扩展途径大体上分为以下三类：A A类：由起裂点开始，一直向纵深处扩展，只有少类：由起裂点开始，一直向纵深处扩展，只有少量分枝。主要以穿晶形式开裂，多发生在强度较高量分枝。主要以穿晶形式开裂，多发生在强度较高的不锈钢和的不锈钢和s800-1000MPas800-1000MPa的高强钢。的高强钢。B B类：由起裂点开始，不是向深处发展，而是沿横类：由起裂点开始，不是向深处发展，而是沿横向扩展，形成树根状的密集分枝。这种向扩展

8、，形成树根状的密集分枝。这种SCCSCC也是以也是以穿晶形式开裂，主要发生在强度较低的不锈钢和对穿晶形式开裂，主要发生在强度较低的不锈钢和对氢敏感的超高强钢。氢敏感的超高强钢。中间类：这类中间类：这类SCCSCC的扩展介于的扩展介于A A类和类和B B类之间，即由类之间，即由起裂点开始，既向深处发展，也向横向扩展，其行起裂点开始，既向深处发展，也向横向扩展，其行径具有沿晶特征。这种径具有沿晶特征。这种SCCSCC主要发生在不锈钢构件。主要发生在不锈钢构件。第第第第6 6页页页页/共共共共1212页页页页第第第第7 7页页页页/共共共共1212页页页页四、应力腐蚀裂纹的影响因素及其防治四、应力腐

9、蚀裂纹的影响因素及其防治 （一）组装（一）组装 组装对产品质量的影响很大，强制组装会产生很大组装对产品质量的影响很大，强制组装会产生很大的残余应力，另外，在组装过程中更应避免各种伤的残余应力，另外，在组装过程中更应避免各种伤痕，如拉筋、痕，如拉筋、型铁、支柱、夹具等所留下的痕迹，型铁、支柱、夹具等所留下的痕迹，以及打弧时的烧痕，都应用砂轮磨去，否则就可能以及打弧时的烧痕，都应用砂轮磨去，否则就可能是是SCCSCC的起源。的起源。（二）焊接材料选择（二）焊接材料选择 尽管母材的抗尽管母材的抗SCCSCC的能力很强，但选用的焊接材料的能力很强，但选用的焊接材料不当，同样会使构件产生不当，同样会使构

10、件产生SCCSCC。第第第第8 8页页页页/共共共共1212页页页页（三）焊接工艺（三）焊接工艺l l制定合理的焊接工艺规程，如焊接线能量、焊接顺制定合理的焊接工艺规程，如焊接线能量、焊接顺序和坡口的形式及变形的控制等。前者是防止焊接序和坡口的形式及变形的控制等。前者是防止焊接热影响区硬化和晶粒粗大，而后者是防止主生过大热影响区硬化和晶粒粗大，而后者是防止主生过大的残余应力和应力集中等。的残余应力和应力集中等。l l制定焊接工艺时，应满足两方面的不同要求，既防制定焊接工艺时，应满足两方面的不同要求，既防止淬硬（过小的焊接线能量），也要防止晶粒严重止淬硬（过小的焊接线能量），也要防止晶粒严重长大

11、（线能量过大）。如采用多层焊接，对防止长大（线能量过大）。如采用多层焊接，对防止SCCSCC是有利的。是有利的。l l对于奥氏体不锈钢，因无淬硬问题，主要是防止晶对于奥氏体不锈钢，因无淬硬问题，主要是防止晶粒长大（适于采用小的焊接线能量）。粒长大（适于采用小的焊接线能量）。第第第第9 9页页页页/共共共共1212页页页页（四）焊后消除应力处理（四）焊后消除应力处理 一般有整体热处理、局部热处理、水压试验、机械一般有整体热处理、局部热处理、水压试验、机械拉伸、温差拉伸、锤击，以及爆炸法等拉伸、温差拉伸、锤击，以及爆炸法等 其中整体消除应力处理其中整体消除应力处理 消除应力的程度，主要决消除应力的程度，主要决定于材质的成分、组织、加热温度和保温时间等定于材质的成分、组织、加热温度和保温时间等 （五）表面改质（五）表面改质 采用喷涂耐蚀金属层、塑性涂层、表面堆焊不锈钢采用喷涂耐蚀金属层、塑性涂层、表面堆焊不锈钢等，可以大大提高抗等，可以大大提高抗SCCSCC的能力。的能力。具体控制措施的汇总见下图：具体控制措施的汇总见下图：第第第第1010页页页页/共共共共1212页页页页第第第第1111页页页页/共共共共1212页页页页感谢您的观看。感谢您的观看。第第第第1212页页页页/共共共共1212页页页页