陝西航空職業技術學院
畢業設計（**）說明書
材料工程系焊接技術及自動化專業
畢業設計（**）題目 14crni4mov鋼焊接熱裂紋及防止措施研究
學生姓名楊戰波學號 22
指導教師張玉萍職稱
年月日畢業設計（**）任務書
材料工程系焊接技術及自動化專業
學生姓名楊戰波學號 1073122
一、畢業設計（**）題目 14crni4mov鋼焊接熱裂紋及防止措施研究
二、畢業設計（**）時間 2012 年 9 月至 2012 年 12 月
三、畢業設計（**）地點： 陝西航空職業技術學院
四、畢業設計（**）的內容要求：
（1）明確熱裂紋的概念，熟悉焊接裂紋的危害及分類。
（2）明確14crni4mov鋼化學成分、基本效能、應用。
（3）分析14crni4mov鋼焊縫中結晶裂紋及防止措施。
（4）分析14crni4mov鋼焊縫中熱影響區液化裂紋及防止措施。
（5）論述消除應力裂紋特徵及防止措施。
（6）分析焊接件的質量檢驗方法。
指導教師張玉萍 2012 年 9 月26 日
批准陳海英 2012 年 10月 9 日
畢業設計（**）評定表
目錄前言 1
第一章焊接裂紋 2
第1節焊接熱裂紋的概念及分類 2
一、熱裂紋的概念 2
二、熱裂紋的分類及防止措施 2
第二章14crni4mov鋼化學成分、基本效能、應用 4
一、化學成分 5
二、基本效能 5
三、14crni4mov應用舉例 6
第三章14crni4mov鋼焊縫中結晶裂紋及防止措施 6
第1節 14crni4mov鋼焊縫中結晶裂紋產生的原因 6
一、 結晶裂紋的形成機理及影響因素 6
第二節 14crni4mov鋼焊縫中結晶裂紋防止措施 9
第四章 14crni4mov鋼焊縫中熱影響區液化裂紋及防治措施 11
一 14crni4mov鋼焊縫中熱影響區液化裂紋 11
二 14crni4mov鋼的液化裂紋的主要措施 12
第五章論述消除應力裂紋特徵及防治措施 14
一消除應力裂紋特徵 14
二消除應力產生的原因 15
三防止消除應力裂紋的措施 16
四、工藝方面的措施 17
第六章質量檢驗 18
第1節焊接接頭質量檢驗的內容和方法 18
一、焊接質量檢驗的內容和要求 18
二、 焊接質量檢驗的方法 20
第2節焊接接頭的非破壞性試驗方法 21
一、外觀檢查（ve） 21
二 、表面及近表面缺陷的檢查 22
三、 壓力容器焊接接頭強度試驗 27
四、 緻密性檢查（洩漏試驗） 27
五、 硬度檢驗 27
第3節焊接接頭的破壞性試驗方法 28
一、力學效能試驗 28
總結 32
致謝 33
參考文獻 34
前言畢業設計是大學專科教育培養目標實現的重要階段，是畢業前的綜合學習階段,是深化、拓寬、綜合教學的重要過程,是對大學期間所學專業知識的全面總結和檢查。
本組畢業設計題目為《14crni4mov鋼焊接熱裂紋及防止措施研究》。在畢業設計前期，我溫習了《焊接結構生產》、《焊接質量管理與檢驗》、《焊接方法與裝置》、《金屬材料及熱處理》、《熔焊原理及金屬材料焊接》等知識，並查閱了《金屬學與熱處理》、《金屬工藝學》等資料。在畢業設計中期，我通過所學的基本理論、專業知識結合指導老師下達的任務書。
細心認真地做好這次畢業設計。在畢業設計後期，根據老師對畢業設計的編排要求，進行畢業設計手稿的電子排版整理，並希望得到老師的審批和指正，使我圓滿地完成了設計任務，在此我表示衷心的感謝。
畢業設計的兩周內裡，在指導老師的幫助下，經過資料查閱、工藝設計，整理編排使我加深了對相關內容的理解，鞏固了專業知識，提高了綜合分析、解決問題的能力。在查詢資料時是自我學習、向他人學習的重要過程，是對自己三年知識的一次考驗。
畢業設計要求設計合理符合實際，各種材料的分析方法正確規範。但是由於自己水平有限，難免有不妥和疏漏之處，敬請老師批評指正。
第1章焊接裂紋
在焊接應力及其它致脆因素的共同作用下，焊接接頭中區域性地區的金屬原子結合力遭到破壞而形成的新介面所產生產生的縫隙，叫做焊接裂紋。它具有尖銳的缺口和大的長寬比的特徵。裂紋是可以引發災難性事故的、危害最大的一類缺陷。
1.1 焊接熱裂紋的概念及分類
一、熱裂紋的概念
焊接熱裂紋多產生於接近固相線的高溫下，有沿晶界分布的特徵，有時也能在低於固相線的溫度下沿著「多邊化邊界」形成。 焊接熱裂紋通常產生於焊縫金屬內，也可能在焊接熔合線鄰近的熱影響區組織內(母材金屬)。
熱裂紋 （高溫裂紋）
產生：焊接接頭的冷卻過程中，且溫度處在固相線附近的高溫階段。
溫度－—高溫下產生，在結晶溫度附近；
存在部位――焊縫為主，熱影響區；
特徵――巨集**，焊縫熱裂紋多沿焊縫的軸向成縱向分布（連續或斷續），裂口均有較明顯的氧化色彩，裂口寬度0.05～0.5mm，末端略呈圓形；
微**，沿晶粒邊界（包括亞晶界）分布，屬於沿晶（或稱晶間）斷裂性質。
二、熱裂紋的分類及防止措施
按裂紋產生的機理、形態和溫度區間不同，焊接熱裂紋可分為凝固裂紋，液化裂紋，多邊化裂紋和失塑裂紋4種。
1、凝固裂紋
凝固裂紋又稱結晶裂紋，產生在焊縫金屬凝固過程後期的脆性溫度區間。此時焊縫金屬結晶接近完成，但晶粒間尚存在著很薄的液相層，塑性很低。當由冷卻不均勻收縮而產生的拉伸變形超過臨界值時，即沿晶界液相層開裂。
這種裂紋大多起源於樹枝狀晶的最終匯合處，沿晶間擴充套件，嚴重時裂紋一直擴充套件到焊縫表面，因而凝固裂紋斷口上可發現明顯的氧化色。凝固裂紋常出現在含硫、磷(有時含矽，碳)較多的碳鋼焊縫中和單相奧氏體不鏽鋼、耐熱鋼、鎳基合金及鋁合金焊縫中。防止凝固裂紋發生的冶金措施有:
調整成分，細化晶粒，嚴格控制會形成低熔點共晶的雜質元素含量， 以提高金屬材料在脆性溫度區間的塑性，縮小脆性溫度區間，並從焊接構件設計和焊接工藝上設法儘量減少在脆性溫度區間的拉伸應變。 液化裂紋在鄰近焊接熔池的母材區或多層焊的前一焊道上，因受焊接熱影響而發生晶界液化，並在拉伸應變下形成裂紋。
2、液化裂紋
造成液化裂紋的原因是:(l)金屬材料的晶粒邊界聚集較多的低熔點物質。(2)由於快速加熱使某些金屬化合物分解而來不及擴散，區域性晶界產生某些合金元素的富集而達到共晶成分，使區域性組織的熔點下降，在焊接熱影響下促使區域性晶界液化。
防止液化裂紋產生的措施有:嚴格控制母材的雜質含量; 合理選用焊接材料;制定合理的焊接工藝規範，儘量減少焊接熱作用。 多邊化裂紋在焊縫金屬凝固結晶不平衡的條件下，在低於固相線溫度的高溫區域，沿多邊形化邊界形成的熱裂紋。
它與一次結晶的晶界無明顯關係，較多產生於單相奧氏體金屬中。
3、多邊化裂紋
多邊化裂紋形成的原因是:由於焊接的高溫過熱和不平衡的結晶條件，使奧氏體結晶中形成大量空位和位錯，在一定溫度和應力作用下排列成亞晶界—多邊形化晶界，當此晶界與有害雜質富集區重合時，往往會在拉應力作用下形成多邊化裂紋。防止多邊化裂紋的措施有:
加入可提高多邊化啟用能的合金元素，如在鎳一鉻基單相奧氏體金屬中加入適量的鎢、鋁或擔等元素，使多邊形化晶界來不及形成，可以有效地避免產生多邊化裂紋;同時還應減少焊接過熱和焊接應力。
4、失塑裂紋
失塑裂紋又稱高溫低塑性裂紋。在焊接熱影響區或多層焊的前一焊道上，因焊接熱迴圈的作用致使塑性陡降，在拉伸應力下沿二次結晶晶界形成的熱裂紋。其裂紋敏感溫度區域略低於再結晶溫度。
多數發生在奧氏體鋼和合金及少數高強度鋼的焊接接頭中。其裂紋產生條件有些類同於多邊化裂紋，但其裂紋形成機制和裂紋形態卻各不相同。防止此種裂紋的有效措施是:
精煉母材，減少有害雜質。
第二章14crni4mov鋼化學成分、基本效能、應用
一、化學成分
牌號：14crni4mov 中碳調質鋼
碳c ：0.1%～0.2%
錳mn ：0.3%～0.6%
矽si ：0.07%～0.17%
鎳 ni : 0.80%～1.10%
鉻cr : 0.8%～1.1%
實習報告4月14日
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