会社のニュース 熱処理後 裂け目? 溶接 再加熱 裂け目 の 隠れ た 罠

01 定義

低合金高強度鋼,真珠型耐熱鋼を含む,降水強化元素 (Al,Ti,Nb) を含む高強度鋼および超合金降水強化超合金熱処理後,初期に裂け目がない場合でも,ストレスリリーフ裂け目 (SR裂け目) が発生する可能性があります.高温での長時間使用 (e) の際に,いくつかの溶接構造が裂けることがあります.エンジニアリングの実践では,ストレスの緩和処理とサービス操作の両方で発生するこれらの裂け目を集約して再加熱裂け目と呼びます.

02 再加熱裂け目の主な特徴

(1) 再加熱クラッキングは,降水強化要素を含む金属溶接のみに発生する.固体溶液強化金属材料は,通常,再熱クレイキングを起こさない.

(2) 再加熱温度と時間に関係する敏感温度範囲があります.低合金鋼の敏感範囲は約500~700°Cです.オーステニティックステンレス鋼と高温合金鋼の温度が700~900°C.

(3) 熱影響帯のオーステナイト粗粒粒の粒の境界は,基礎材料の側にある融合線に沿って伸び,粒間裂け目が見られます.

(4) 溶接領域には余剰ストレスとストレスの濃度が高くなければならない.

03 再加熱に影響する要因

(1) カービッド形成元素 (Cr,Mo,V,Ti,Nb) の含有は重要な影響を与える.熱耐性鋼のVの含有量は SR裂け目の感度を大きく高める.

(2) 加熱速度と時間は,異なる鋼の敏感温度範囲に影響を与える.

(3) 粒の大きさは,再加熱割れ傾向に大きく影響する.粒の大きさが大きいほど,その傾向は高い.

(4) 溶接方法の違い: 熱の投入による溶接は,粒子が粗くなりやすい.そして,深水弧溶接の再熱割裂傾向は,粒子の成長に敏感な鋼類の電極弧溶接よりも高い硬化傾向が高い鋼材では硬化傾向が高くなります.

04 再加熱した裂け目に対する予防措置

(1) 低強度マッチング溶接材料を選択する.

(2) 予熱または後熱を用いて冷却速度を制御する.

(3) 敏感な温度範囲を避けるか,滞在時間を短縮する

(4) 残留ストレスを軽減し,ストレスの集中を避ける.

(5) 特定の合金 (例えば,温度 ≥538°Cのために設計されたIncoloy 800HT) は,溶接後の安定化熱処理を必要とする.

(6) 熱処理後,再加熱し裂けやすい材料には,破壊性のない試験を加えなければならない.

05 裂けやすい材料を再加熱する

15MnVR,15MnNbR,18MnMoNbR,13MnMoNbR,07MnCrMoVR,07MnNiMoVDR,17Cr1Mo1V,そして日本のCF-62鋼.

注: 熱処理やサービス中に,突然の事故を容易に引き起こす隠れた再加熱割れが起こり得る.圧力容器の設計者,製造者,また,検査官は,再熱裂けのリスクを事前に評価し,予防と制御計画を策定する必要があります..

再加熱裂けは,溶接後の熱処理 (例えばストレス解消熱処理) によって引き起こされ,鉄鋼中の Cr, Mo, V, Nb, Ti の元素は再加熱裂けの傾向を悪化させる.

06 クラックの再加熱メカニズム

再加熱割れは,粒の境界が優位的に滑り,微小な割れが形成されるから発生します.そして粒の境界は弱まり,粒は熱処理で強化されます..

(1) 粒の境界にある弱い化学結合の理論

汚れ素 (例えばP,S) は粒の境界部で分離したため脆いが,炭素/ナイトリド Cr,Mo,VNb と他の元素は,二次加熱中に穀物中の降水によって強化されます.ストレスのリラクゼーションの変形は粒の境界に集中し,裂け目は不十分な可塑性によって引き起こされます.

(2) 内結晶強化理論 (モードクラッキング理論)

強化段階 (クロムカルビード,バナジウム,チタン,ニオビウムなど) の,外位領域内の降水により,結晶内の変形が妨げられる.ストレスのリラクゼーションは,穀物の境界によって支えられていますストレスの濃度は 裂け目につながります

(3) クリープ・フラクター理論

粒の境界に沿った亀裂の成長は,ストレスの緩和プロセス中にクレイプダメージの蓄積によって加速されます.

07 再加熱割れ感度識別式

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

△G<1 となったとき5, 再加熱割れは敏感ではない.

1.5<△G<2の場合,一般的には,

△G>2の場合,再加熱割れは敏感である.

08 専門家の分析

1: 熱処理後の熱処理や高温サービスでは,熱の影響を受けた領域に"再熱裂け目" (また"ストレスリラクゼーション裂け目"とも呼ばれる) が発生する可能性があります.歴史的にこの裂け目が最初にアウステニティス型ステンレス鋼で 発電所の技術者によって発見されました 鉱山研究により,これらの裂け目が 内結晶性沈殿物との密接な関連性を確認しています.この沈殿物は穀物の内部を強化しますストレスリラクゼーションに必要なストレスを粒の境界に移動させ,クレイプ柔らかさを軽減し,境界の障害を引き起こす.このクラッキングメカニズムは まだ完全に理解されていません形成に影響を与える微細構造や構成要因について

2粒の大きさは大きすぎるので, 粒の大きさは大きすぎるので,クリープ柔らか性の悪化と穀物境界降水蓄積につながるさらに,溶接の収縮,粗い粒子は粒子の境界の滑り方を妨げ,材料の厚さの増加と野蛮な溶接プロセスは裂けやすい傾向を悪化させる.

2種類の再加熱割れ目がある

1) 溶接は当初は裂けなかったが,溶接後のストレス解消熱処理中に裂け目が現れた.これらの裂け目にはストレス解消裂け易さ (SR裂け易さ) と呼ばれる.

2) 溶接後には裂け目が見られないが,一定の温度で長時間使用した後に発生する.

再加熱クラックの特性:

1) 降水増強要素 (Ti,Al) を含む金属溶接材にのみ存在する.

2) 特定の温度範囲でのみ発生し,再加熱割れは再加熱温度と時間に関連しており,再加熱割れには敏感な温度範囲があります.一般的な低合金鋼用温度帯は約500~700°Cで,オウステニティックステンレス鋼と高温合金鋼の場合は700~900°Cです.

3) 裂け目が溶接側にあるオーステナイト粒の境界に沿って広がり,裂け目の方向は粒間です.

4) 溶接領域に残留ストレスとストレス濃度がある必要があります.

再加熱裂け体の形成メカニズムは,粒の境界部での不純物降水の弱体化効果と粒の内部の降水の強化効果である.