noticias de la compañía sobre ¿Cracking después del tratamiento térmico?

01 Definiciones

Aceros de alta resistencia y superaleaciones que contengan elementos de refuerzo por precipitación (Al, Ti, Nb) incluidos los aceros de baja aleación de alta resistencia, los aceros perolíticos resistentes al calor,Superaleaciones reforzadas por precipitación, y ciertos aceros inoxidables austeníticos pueden desarrollar grietas de alivio de tensión (grietas de SR) durante el tratamiento térmico posterior a la soldadura, aunque inicialmente no estuvieran presentes.Algunas estructuras soldadas pueden desarrollar grietas durante el servicio prolongado a altas temperaturas (eEn la práctica de la ingeniería, estas grietas que se producen tanto durante el tratamiento de alivio de tensión como durante el funcionamiento de servicio se denominan colectivamente grietas de recalentamiento.

02 Principales características de las grietas recalentadas

(1) El agrietamiento por recalentamiento sólo se produce en soldaduras metálicas que contienen elementos de refuerzo por precipitación.y el acero al carbono y las soluciones sólidas de refuerzo de los materiales metálicos generalmente no producen el agrietamiento por reheat.

(2) Existe un rango de temperatura sensible, que está relacionado con la temperatura y el tiempo de recalentamiento.y la del acero inoxidable austenítico y del acero de aleación de alta temperatura es de 700°C a 900°C.

(3) El límite de grano de grano grueso de austenita en la zona afectada por el calor se extiende a lo largo de la línea de fusión en el lado del material base, y se observa el agrietamiento intergranular.

(4) En el área de soldadura debe haber una gran tensión residual y concentración de tensión.

03 Factores que afectan al recalentamiento de las grietas

(1) El contenido de elementos formadores de carburo (Cr, Mo, V, Ti, Nb) tiene un efecto significativo.el contenido de V en el acero perlita resistente al calor aumentará enormemente la sensibilidad de la grieta SR.

(2) La velocidad y el tiempo de calentamiento afectan al rango de temperatura sensible de diferentes aceros.

(3) El tamaño del grano tiene un efecto significativo en la tendencia a las grietas de recalentamiento, cuanto mayor sea el tamaño del grano, mayor será la tendencia.

(4) Diferencias en los métodos de soldadura: la soldadura con gran calor de entrada tiende a causar un groseramiento de los granos,y la tendencia de recalentamiento de la soldadura por arco sumergido es mayor que la de la soldadura por arco de electrodos en las clases de acero sensibles al crecimiento de grano, mientras que la tendencia al endurecimiento es mayor en las clases de acero con una tendencia a endurecimiento elevada.

04 Medidas preventivas contra las grietas por recalentamiento

(1) Seleccionar los materiales de soldadura de baja resistencia que coincidan;

(2) Controlar la velocidad de enfriamiento mediante precalentamiento o postcalentamiento;

(3) Evitar el rango de temperaturas sensibles o acortar el tiempo de residencia;

4) Reducir el estrés residual y evitar la concentración de estrés;

(5) Algunas aleaciones (por ejemplo, la Incoloy 800HT diseñada para temperaturas ≥ 538°C) requieren un tratamiento térmico de estabilización posterior a la soldadura.

(6) Se debe añadir un ensayo no destructivo a los materiales con tendencia a las grietas de recalentamiento después del tratamiento térmico.

05 Recalentamiento de materiales sensibles a las grietas

15MnVR, 15MnNbR, 18MnMoNbR, 13MnMoNbR, 07MnCrMoVR, 07MnNiMoVDR, 17Cr1Mo1V y acero japonés CF-62.

Nota: Las grietas de recalentamiento, que están ocultas y pueden causar fácilmente accidentes repentinos, pueden producirse durante el tratamiento térmico o el servicio.y los inspectores deben evaluar previamente los riesgos de grietas por recalentamiento y desarrollar planes de prevención y control.

La grieta de recalentamiento es causada por el tratamiento térmico posterior a la soldadura (por ejemplo, tratamiento térmico de alivio de tensión), y los elementos de Cr, Mo, V, Nb, Ti en el acero agravan la tendencia a la grieta de recalentamiento.

06 Mecanismo de recalentamiento del crack

La grieta de recalentamiento proviene de la nucleación de micro grietas causadas por el deslizamiento preferencial de los límites de los granos,y el límite del grano se debilita y el grano se fortalece en el tratamiento térmico post-soldadura.

(1) La teoría de la unión química débil en los límites de los granos

Los elementos de impureza (por ejemplo, P, S) son frágiles debido a la segregación en los límites de los granos, mientras que el carbono/nitruro de Cr, Mo, V,El Nb y otros elementos se refuerzan por precipitación en el grano durante el calentamiento secundarioLa deformación de relajación por esfuerzo se concentra en los límites de los granos, y la grieta es causada por una plasticidad insuficiente.

(2) Teoría del fortalecimiento intracristalino (teoría del crack de modo)

La precipitación in situ de la fase de fortalecimiento (carburo de cromo, vanadio, titanio, niobio, etc.) en la región de dislocación dificulta la deformación en el cristal,la relajación de la tensión es soportada por el límite del grano, y la concentración de estrés conduce a la grieta.

(3) Teoría de la fractura de arrastramiento

El crecimiento de grietas a lo largo de los límites de los granos se acelera por la acumulación de daños por arrastramiento durante el proceso de relajación del estrés.

07 Fórmula de identificación de la sensibilidad a las grietas por recalentamiento

The main factors affecting the reheat crack are the chemical composition of the steel (which directly affects the plasticity of the coarse grain zone) and the residual stress in the welded zone (especially the stress concentration area).

△G=Cr+3,3Mo+8,1V+10C-2

Cuando△G<1.5, la grieta de recalentamiento no es sensible;

Cuando 1.5<△G<2, generalmente es;

Cuando △G> 2, la grieta de recalentamiento es sensible.

08 Análisis de expertos

1: Durante el tratamiento térmico posterior a la soldadura o el servicio a altas temperaturas, las juntas soldadas constreñidas pueden desarrollar "grietas de recalentamiento" (también llamadas "grietas de relajación por esfuerzo") en sus zonas afectadas por el calor.HistóricamenteEn el caso de los aceros inoxidables austeníticos, estas grietas fueron identificadas por primera vez por ingenieros de centrales eléctricas.Estos precipitados refuerzan el interior del grano., obligando a la deformación requerida para la relajación de la tensión a desplazarse a los límites del grano, reduciendo así la ductilidad del arrastramiento y causando fallas en los límites.Este mecanismo de agrietamiento sigue siendo incompletamente entendido, especialmente en lo que respecta a los factores microstruturales y de composición que influyen en su formación.

2El aumento de la precipitación en el límite de los granos sólo explica en parte la causa.que conducirá al deterioro de la ductilidad de la rampa y a la acumulación de precipitación en el límite del grano.Además, el encogimiento de la soldadura, el grano grueso impedirá el deslizamiento del límite del grano, el aumento del grosor del material y el proceso de soldadura salvaje agravarán la tendencia a la grieta.

Dos tipos de grietas de recalentamiento:

1) La soldadura no se rompió inicialmente, pero aparecieron grietas durante el tratamiento térmico de alivio de tensión post-soldadura.

2) Las grietas no se detectan después de la soldadura, pero se producen después de un servicio prolongado a una cierta temperatura.

Características de las grietas recalentadas:

1) Se encuentra exclusivamente en soldaduras metálicas que contienen elementos que aumentan la precipitación (Ti, Al).

2) Sólo ocurre en un cierto rango de temperatura, y la grieta de recalentamiento está relacionada con la temperatura de recalentamiento y el tiempo, hay un rango de temperatura sensible para el recalentamiento de grietas.Para el acero de baja aleación general, el rango de temperatura es de aproximadamente 500 ~ 700 °C; para el acero inoxidable austenítico y algunos aceros de aleación de alta temperatura, el rango de temperatura es de 700 ~ 900 °C.

3) La grieta se extiende a lo largo del límite del grano de austenita en el lado de la soldadura, y la dirección de la grieta es intergranular.

4) debe haber tensión residual y concentración de tensión en el área de soldadura.

El mecanismo de formación de la grieta de recalentamiento es el efecto de debilitamiento de la precipitación de impurezas en el límite del grano y el efecto de fortalecimiento de la precipitación interior del grano.