首先,這些鋼按其合金含量具有不同程度的淬硬傾向。在各種熔焊熱循環決定的冷卻速度下,焊縫金屬和熱影響區內可能形成對冷裂敏感的顯微組織;其次,耐熱鋼中大多數含有鉻、鉬、釩、鈮和鈦等強碳化物形成元素,從而使接頭的過熱區具有不同程度的再熱裂紋(亦稱消除應力裂紋)敏感性。最后,某些耐熱鋼焊接接頭,當有害的殘余元素總含量超過容許極限時還會出現回火脆性或長時脆變。
1. 淬硬(ying)性(xing)
鋼(gang)的(de)淬硬(ying)性取(qu)決于它的(de)含碳(tan)量、合金(jin)(jin)成分及其(qi)(qi)含量。低合金(jin)(jin)耐熱鋼(gang)中的(de)主要合金(jin)(jin)元素(su)鉻和鉬等都能顯著地提高鋼(gang)的(de)淬硬(ying)性。其(qi)(qi)作用(yong)機理是延遲(chi)了鋼(gang)在冷卻過程中的(de)轉(zhuan)變,提高了過冷奧氏(shi)體的(de)穩定(ding)性。
2. 再熱裂紋傾(qing)向(xiang)
低合金耐(nai)熱鋼(gang)(gang)焊接接頭的再(zai)熱裂紋(wen)傾(qing)向主要(yao)取決于鋼(gang)(gang)中碳化物形(xing)成元素的特性及其含量以(yi)及焊后熱處(chu)理(li)溫(wen)度參數。通常可以(yi)Psr裂紋(wen)指(zhi)數粗略地表征一種(zhong)鋼(gang)(gang)的再(zai)熱裂紋(wen)敏感性。
Psr可取(qu)鋼的實際(ji)合金(jin)成分含量(liang)按下式計算:
Psr=w(Cr)+w(Cu)+2w(Mo)+10w(V)+7w(Nb)+5w(Ti)-2
如(ru)Psr≥0,則就有可能(neng)產生再熱(re)(re)裂紋(wen)。但(dan)在實際的(de)結構(gou)中,再熱(re)(re)裂紋(wen)的(de)形成還(huan)與(yu)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)熱(re)(re)參數、接(jie)(jie)頭(tou)的(de)拘束(shu)應(ying)力以(yi)及熱(re)(re)處(chu)理的(de)工(gong)藝參數有關。對于(yu)某些再熱(re)(re)裂紋(wen)傾向較高的(de)耐熱(re)(re)鋼,當采(cai)用高熱(re)(re)輸人焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)方(fang)法(fa)時(shi),如(ru)多絲埋(mai)弧焊(han)(han)(han)或帶極(ji)埋(mai)弧焊(han)(han)(han),即使焊(han)(han)(han)后未做消除應(ying)力熱(re)(re)處(chu)理,在接(jie)(jie)頭(tou)高拘束(shu)應(ying)力作用下也會(hui)形成焊(han)(han)(han)縫層(ceng)(ceng)間或堆焊(han)(han)(han)層(ceng)(ceng)下過熱(re)(re)區再熱(re)(re)裂紋(wen)。
3. 回火脆(cui)性(長時脆(cui)變)
鉻鉬鋼及其焊(han)接接頭在370~565℃溫(wen)度區間長(chang)期運行(xing)過程中(zhong)會發生漸進的脆(cui)變現(xian)象(xiang),稱為回火脆(cui)性或長(chang)時脆(cui)變。這種脆(cui)變歸因(yin)于鋼中(zhong)的微量元素,如磷、砷、銻和錫沿(yan)晶界的擴散偏(pian)析。