Punca keretakan sejuk dalam kimpalan

Keretakan sejuk adalah jenis retak yang lebih biasa dalam pengeluaran kimpalan, yang berlaku apabila kimpalan disejukkan ke suhu yang lebih rendah, untuk keluli berkekuatan tinggi rendah, sekitar suhu transformasi martensit. Tiga elemen pembentukan retak sejuk adalah kecenderungan pengerasan keluli, kandungan hidrogen kimpalan dan pengedarannya, dan keadaan tekanan sendi yang dikimpal.

I. Kecenderungan pengerasan

Kecenderungan pengerasan keluli bergantung terutamanya pada komposisi kimia dan keadaan penyejukannya. Semakin besar kecenderungan pengerasan keluli, lebih cenderung menghasilkan keretakan sejuk ketika kimpalan. Kerana semakin besar kecenderungan pengerasan bermakna kimpalan akan menghasilkan lebih banyak organisasi martensit apabila dipanaskan, dan kapasiti ubah bentuk martensit adalah rendah untuk patah rapuh. Kecenderungan pengerasan sendi yang dikimpal, sebagai tambahan kepada komposisi kimia, keadaan penyejukan, tetapi juga dengan proses kimpalan, struktur ketebalan plat.

Antaranya, pengaruh komposisi kimia pada kecenderungan pengerasan keluli boleh dianggarkan secara kasar menggunakan kaedah bersamaan karbon [2], seperti berikut.

CE (IIW) = C + Mn / 6 + (Cr + Mo + V) / 5 + (Cu + Ni) / 15

Sebagai contoh, untuk plat keluli kurang daripada 20 mm tebal, kecenderungan pengerasan tidak penting apabila CE <0.4%.

Logam dengan kecenderungan pengerasan yang besar akan membentuk sejumlah besar kecacatan kekisi di bawah keadaan ketidakseimbangan haba, dan di bawah keadaan tekanan dan ketidakseimbangan haba, ia akan membentuk sumber retak dan bahkan berkembang untuk membentuk retak makro.

Jika hidrogen hadir di zon kimpalan dan haba yang terjejas, ia akan mengurangkan ketangguhannya dan menghasilkan pelengkap hidrogen. Tisu keras martensit karbon tinggi sangat sensitif terhadap pelengkap hidrogen dan sensitiviti retak sejuk. Kekerasan maksimum zon yang terjejas haba biasanya digunakan dalam kimpalan untuk menilai kecenderungan pengerasan keluli kekuatan tinggi tertentu.

Kedua, hidrogen

Hidrogen adalah salah satu faktor penting yang menyebabkan pembentukan keretakan sejuk dalam kimpalan keluli berkekuatan tinggi, dan menjadikannya mempunyai watak yang tertunda, biasanya retak yang disebabkan oleh hidrogen yang disebabkan oleh 'retak hidrogen ' atau 'retak yang disebabkan oleh hidrogen '. Alasan untuk 'kelewatan ' adalah bahawa ia mengambil masa tertentu untuk hidrogen untuk meresap dalam keluli, berkumpul pada kecacatan mikroskopik, menghasilkan tekanan, dan retak.

Semakin tinggi kandungan hidrogen dalam sendi dikimpal keluli kekuatan tinggi, semakin besar kerentanan untuk retak, dan apabila kandungan hidrogen lebih besar daripada nilai kritikal tertentu, retak akan mula muncul, saiz nilai kritikal berbeza dari kes ke kes.

Apabila kepekatan hidrogen dalam zon yang terkena haba yang dikimpal cukup tinggi, akan ada lebih banyak pelengkap tisu martensit (jika ada), dan dengan itu pembentukan retak.

Ketiga, keadaan tekanan

Kimpalan keluli kekuatan tinggi keretakan sejuk bukan sahaja bergantung kepada kecenderungan pengerasan keluli, kesan berbahaya hidrogen, tetapi juga bergantung kepada keadaan tekanan sendi yang dikimpal, dan kadang-kadang keadaan tekanan bahkan memainkan peranan yang menentukan. Tekanan terma (pemanasan dan penyejukan yang tidak sekata), tekanan perubahan fasa (perubahan volum organisasi semasa perubahan fasa) dan bentuk struktur, urutan kimpalan, dan lain -lain sendi yang dikimpal dapat membentuk daya pengekangan.

Tiga elemen yang disebutkan di atas pembentukan retak sejuk, masing-masing mempunyai undang-undang intrinsiknya sendiri, tetapi juga mempengaruhi satu sama lain. Secara umum, zon yang terkena haba dan kecenderungan pengerasan logam kimpalan adalah faktor intrinsik untuk retak, sementara hidrogen dapat memainkan peranan yang berbahaya dalam mendorong retak hanya apabila terdapat pembentukan tisu keras dalam keluli.