Трещины повторного нагрева

Трещины повторного нагрева образуются в процессе высокого отпуска сварных соединений с целью снятия сварочных напряжений. Они характерны для низколегированных и легированных сталей, в особенности для перлитных жаропрочных Сr-Мо-V сталей. Трещины представляют межкристаллическое разрушение в крупнозернистой части ЗТВ. Критический интервал температур растрескивания 500…700°С.

Склонность к трещинам повторного нагрева зависит от состава стали, микроструктуры ЗТВ и величины остаточных сварочных напряжений. Наличие в составе Сr, Мо, V, а также Сu, Ti, Nb и примесей Р, S, Sn, и других способствует появлению склонности к растрескиванию.

Меры предотвращения трещин повторного нагрева предусматривают выбор рационального легирования стали, особенно уменьшение до возможного минимума содержания Мо и V, снижение уровня остаточных напряжений в сварных узлах и повышение температуры отпуска свыше 700°С.

Хрупкие разрушения

Хрупкое разрушение характеризуется тем, что оно не сопровождается заметной пластической макродеформацией и происходит при действии средних напряжений, не превышающих предела текучести. Траектория разрушения близка к прямолинейной, излом нормален к поверхности и имеет кристаллический характер. Хрупкое разрушение, как правило, является внутрикристаллическим. Разрушение в большинстве случаев происходит под действием нормальных напряжений и распространяется вдоль наименее упакованной кристаллографической плоскости, называемой плоскостью скола (отрыва). Однако при некоторых условиях эксплуатации (водородное насыщение, коррозия и др.) хрупкое разрушение может быть межкристаллитным. Хрупкое разрушение часто происходит внезапно и распространяется с большой скоростью с малыми затратами энергии. В ряде случаев оно приводит к катастрофическим разрушениям сварных конструкций в процессе эксплуатации.

Процесс хрупкого разрушения может включать три этапа: возникновение трещин, медленное (стабильное) ее развитие и лавинообразное (нестабильное) распространение разрушения. Отдельные конструкции допускают к эксплуатации с трещиной или трещиноподобным дефектом при условии контроля над их медленным развитием и своевременного предупреждения лавинообразного разрушения.

Снижение степени охрупчивания металла сварных соединений достигается технологическими и металлургическими способами. Для низкоуглеродистых сталей это высокий отпуск сварных соединений. Для легированных сталей технологические меры аналогичны применяемым для предотвращения холодных трещин. Весьма эффективными являются металлургические методы. Легирование сталей Mo, Ni, снижение содержания вредных примесей S, P, О₂, N₂ и Н₂ уменьшает их склонность к хрупким разрушениям.