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. 淬硬性
鋼(gang)的(de)淬(cui)硬(ying)性取決(jue)于(yu)它的(de)含碳量、合(he)金成分及其含量。低合(he)金耐熱鋼(gang)中(zhong)(zhong)的(de)主要合(he)金元(yuan)素鉻和鉬等都能顯著地提高鋼(gang)的(de)淬(cui)硬(ying)性。其作用機(ji)理是延遲(chi)了(le)鋼(gang)在冷卻過程中(zhong)(zhong)的(de)轉變,提高了(le)過冷奧(ao)氏體的(de)穩定性。
2. 再(zai)熱裂紋傾向
低(di)合金耐(nai)熱(re)鋼(gang)(gang)(gang)焊(han)接接頭(tou)的再熱(re)裂(lie)(lie)紋傾向主要(yao)取決于鋼(gang)(gang)(gang)中碳化物(wu)形(xing)成元素的特(te)性及其含量以(yi)及焊(han)后熱(re)處理溫(wen)度參數(shu)。通(tong)常(chang)可以(yi)Psr裂(lie)(lie)紋指(zhi)數(shu)粗略地(di)表征一種鋼(gang)(gang)(gang)的再熱(re)裂(lie)(lie)紋敏感性。
Psr可取鋼(gang)的(de)實際合(he)金成(cheng)分含量按下(xia)式計算:
Psr=w(Cr)+w(Cu)+2w(Mo)+10w(V)+7w(Nb)+5w(Ti)-2
如(ru)Psr≥0,則就有可能產生再(zai)熱(re)(re)(re)裂(lie)紋(wen)。但在實際的(de)結構中,再(zai)熱(re)(re)(re)裂(lie)紋(wen)的(de)形(xing)成還與焊(han)接(jie)(jie)熱(re)(re)(re)參(can)數、接(jie)(jie)頭(tou)的(de)拘束應(ying)力(li)以及(ji)熱(re)(re)(re)處理(li)(li)的(de)工(gong)藝參(can)數有關(guan)。對于某些再(zai)熱(re)(re)(re)裂(lie)紋(wen)傾向較高的(de)耐熱(re)(re)(re)鋼,當(dang)采用高熱(re)(re)(re)輸人焊(han)接(jie)(jie)方法(fa)時,如(ru)多絲埋弧(hu)焊(han)或帶(dai)極(ji)埋弧(hu)焊(han),即(ji)使焊(han)后未做消除應(ying)力(li)熱(re)(re)(re)處理(li)(li),在接(jie)(jie)頭(tou)高拘束應(ying)力(li)作(zuo)用下(xia)也會(hui)形(xing)成焊(han)縫層(ceng)間或堆焊(han)層(ceng)下(xia)過熱(re)(re)(re)區再(zai)熱(re)(re)(re)裂(lie)紋(wen)。
3. 回火脆性(長時脆變)
鉻鉬鋼(gang)(gang)及(ji)其焊接接頭在370~565℃溫度區間(jian)長(chang)期運行過(guo)程中(zhong)會發生(sheng)漸(jian)進(jin)的(de)(de)脆變(bian)現象(xiang),稱為回火脆性或長(chang)時脆變(bian)。這種(zhong)脆變(bian)歸(gui)因(yin)于鋼(gang)(gang)中(zhong)的(de)(de)微量元素,如磷、砷、銻和錫沿晶界的(de)(de)擴(kuo)散(san)偏析。