Kluczem do odróżnienia pęknięć przegrzania od innych pęknięć spawalniczych są ich właściwości metalograficzne i mechanizmy powstawania. Pęknięcia spowodowane przegrzaniem mają morfologię-cukierkową, która rozciąga się wzdłuż granic ziaren, czemu towarzyszą nieodwracalne uszkodzenia, takie jak utlenianie granic ziaren i przetapianie kulek. Z kolei inne pęknięcia spoin przechodzą głównie przez ziarna i są związane z kruchością wodorową lub koncentracją naprężeń.
1. Porównanie morfologii mikroskopowej (analiza metalograficzna)
Charakterystyka: Pęknięcia przegrzane, inne pęknięcia spawalnicze (np. Pęknięcia zimne, Pęknięcia gorące)
Ścieżka pęknięcia: rozciąga się wzdłuż granic ziaren, wykazując wygląd „cukierka-” lub „pęknięcia-jak kamień”. Przeważnie przezkrystaliczne rozszerzenie, zdolne do przecinania ziaren.
Stan graniczny ziarna: Sieć czarnego tlenku na granicach ziaren, widoczne sfery przetapiania. Wyraźne granice ziaren, ale bez utleniania, możliwe mikropory.
Morfologia pęknięcia: brak odkształceń plastycznych, szarawo-biały granulat, brak metalicznego połysku. Pęknięcia zimne wykazują wgłębienia, pęknięcia gorące wykazują cechy dendrytyczne.
Kluczowy punkt identyfikacyjny: Jeśli pęknięcie zostanie zaobserwowane w metalografii ściśle według wzoru granicy ziaren + tlenku + przetapiającej się kuli, można je zidentyfikować jako pęknięcie przegrzane.
2. Czynniki czasowe i napędowe
Etap: Pęknięcia przegrzania a inne pęknięcia spawalnicze
Czas wystąpienia: Występuje podczas procesu chłodzenia spawania, bez obciążenia zewnętrznego. Pęknięcia zimne mogą wystąpić z opóźnieniem od godzin do dni.
Główne przyczyny: Przegrzanie prowadzące do utleniania granic ziaren i miejscowego topnienia. * Kruchość wodorowa, naprężenia szczątkowe, skurcz podczas krzepnięcia.
Warunki temperaturowe: Przekroczono temperaturę przegrzania materiału (stal H13 > 1150 stopni). Zwykle występuje w normalnym zakresie temperatur spawania.
Przykład: Spawanie stali H13 po wytrzymaniu w temperaturze 1200 stopni łatwo powoduje pęknięcia spowodowane przegrzaniem; podczas gdy pęknięcia w grubych częściach spawanych w normalnych procesach to głównie pęknięcia zimne-wodorowe.
3. Pomocnicze metody detekcji w celu weryfikacji
Skaningowa mikroskopia elektronowa (SEM):
Przegrzanie Pęknięcia: Pęknięcia międzykrystaliczne, powierzchnia pokryta cząsteczkami tlenku;
Pęknięcia zimne: pęknięcie lub pęknięcie wgłębieniowe, brak pokrycia tlenkiem.
Spektroskopia dyspersyjna energii (EDS): wzbogacenie w tlenki, Cr i Fe można wykryć na granicach ziaren przegrzanych pęknięć; inne pęknięcia nie wykazują takich elementarnych anomalii.
Badania nieniszczące-(PT/UT): obie metody umożliwiają wykrycie pęknięć, ale nie pozwalają na rozróżnienie ich typu; wymagane jest potwierdzenie metalograficzne.
Ważne przypomnienie: Sama kontrola wzrokowa lub NDS nie są w stanie dokładnie odróżnić pęknięć; Niezbędna jest analiza metalograficzna.
4. Sugerowany proces orzekania:
Wstępna kontrola: Użyj testów penetracyjnych (PT), aby zlokalizować pęknięcie.
Pobieranie próbek i analiza: Wytnij-próbkę w przekroju poprzecznym z obszaru pęknięcia w celu przygotowania próbki metalograficznej.
Identyfikacja cech: Należy zwrócić uwagę na propagację międzykrystaliczną, utlenianie granic ziaren i kulki przetapiające.
Kompleksowa ocena: Dokonaj ostatecznej oceny na podstawie historii ogrzewania (czy wystąpiło przegrzanie).
