《表6 接头组织对再热裂纹的影响》

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《基于铁研试验的耐热钢接头再热裂纹倾向探讨》

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注：再热裂纹敏感指数PSR=Cr+Cu+2Mo+10V+7Nb+5Ti-2[3]。

接头组织对再热裂纹的影响如表6所示。可以看出，接头中对再热裂纹敏感区域是HAZ粗晶区，而不是焊缝区。从再热裂纹形成机理看，裂纹的形成主要涉及碳化物形成元素，如Cr、Mo、V、Nb、Ti等，同时也涉及B、P、Cu、Sb、As、Sn等残留元素。再热裂纹敏感指数PSR反映了碳化物形成元素对再热裂纹影响程度的排序为V-Nb-Ti-Mo-Cr-Cu。1Cr-0.5Mo钢的焊后热处理（PWHT）温度与再热裂纹率间的关系如图6所示[4]。可以看出，随试件焊后热处理温度提高，SR倾向增大，600℃时SR倾向最大；母材中添加不同碳化物形成元素时，SR倾向增大，但增大趋势不同。其中，加V后SR倾向最大，Nb其次，Ti再次，不加碳化物形成元素的，SR倾向最小。该影响趋势与再热裂纹敏感指数PSR公式中所给出的元素排序完全一致。BHW35钢母材中碳化物形成元素的种类和含量较多（见表3），热处理过程中在HAZ粗晶区，晶内、晶界碳化物析出致使晶内强化，塑性变形集中到晶界，晶界发生滑移，导致所谓三叉晶界开裂（见图7[5]）。而J607焊条焊缝金属中的碳化物形成元素的种类及含量比HAZ少得多，焊缝金属不是形成再热裂纹的薄弱环节。再热裂纹敏感指数PSR判据存在一定的局限性，没有考虑高温蠕变时，钢中的B或残留元素P、Cu、Sb、As、Sn等碳化物或夹杂物向晶界聚集，降低晶界结合力，使晶界脆化，形成晶界空穴，进而导致晶界开裂。总之，接头显微组织中的HAZ粗晶区碳化物析出、晶界的滑移及晶界的脆化是再热裂纹产生的必要条件。影响HAZ组织的主要因素是母材中碳化物形成元素和残留元素的种类及含量。