镍基焊接材料高温失塑裂纹的研究现状及研究趋势.pdf

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镍基焊接材料高温失塑裂纹的研究现状及研究趋势

机械科学研究院哈尔滨焊接研究所(150080)吴伟陈佩寅张锐

摘要高温失塑裂纹DDC(DuctilityDipCracking)是一种出现在奥氏体不锈钢、镍基合金、铜基合金和钛合金等
许多工程材料中的显微裂纹。简单介绍了高温失塑裂纹的发展过程，重点论述了镍基焊材中该裂纹的试验方法和
产生机理，简要分析了评价该裂纹的试验方法的优劣，并对其防止措施做了简单的介绍，最后对该裂纹的研究趋势
做了展望。

关键词：高温失塑裂纹试验方法产生机理防止措施

RESEfCHSTATUSANDDEVEIlPM哑NT0NDUCⅢJ[rIYDIP

CRACKG0lFNICKEL—WEI聃MrArI1口

HarbinWeldingInstituteWuWei，ChenPeiyin，ZhangRui

AbstractDuctilitydipcrackingisamicro—crackthatoccursinanumberofengineeringmaterials，includingaustenitic

stainlessstel，Ni—basealloys，Cu—basealloysandtitaniumalloys．Inthispaper，thedevelopmentprocessofductilitydip

crackingissummarized，andexperimentmethodsandmechanismsofthecrackingalediscussedindetail．Themeritsanddisad—

vantagesoftheexperimentmethodsestimatingthecrackingareanalyzed，andthepreventivenleasureisintroducedsimply，atlast

theprospectofresearchdevelopmentofthecrackingispredicted．

Keywords：ductilityaipcrad~，experimentmethod，generantmedlanism，prevenliveⅡa呲

塑性最小，当时不能理解产生的机理。20世纪70年代，
0前言
Hadril等人在奥氏体不锈钢中发现了高温失塑裂纹的存
镍基合金是核反应堆焊接结构的常用材料，它普遍在。在以后几十年里，人们陆续在镍基合金、铜基合金和
被应用在反应堆一回路中，承受高温、高压、辐照、腐蚀等钛合金等材料中发现了高温失塑裂纹阻]。近年来，随着
工作条件，其安全性十分重要。镍基合金的焊接接头可镍基合金的广泛应用，高温失塑裂纹的研究也得到了较
能产生一种裂纹，该裂纹在焊接过程中产生，属显微裂大的发展，例如LosAlamos国家实验室的Cola、俄亥俄州
纹，采用常规的无损检测方法难于发现。在设备使用过立大学的Collins、台湾的Lee等人对高温失塑裂纹的研
程中，这种裂纹很容易扩展成宏观裂纹，对结构的危害很究做了很多的工作，也取得了一定成果。
大，焊接过程中必须防止产生。近期的研究结果表明：这
2高温失塑裂纹的研究现状
种裂纹属于高温失塑裂纹的一种。随着我国核电事业的
发展，镍基合金的应用越来越广泛，研究镍基合金焊接材我们主要从高温失塑裂纹的试验方法、产生机理
料高温失塑裂纹的产生机理及防止方法，进而保证镍基和防止措施三个方面介绍其研究现状。
合金焊接结构质量变得十分重要。2．1高温失塑裂纹的试验方法
高温失塑裂纹的试验方法有多种，文中从可调拘
1高温失塑裂纹的发展过程
束试验、PvR试验和基于Gleeble的裂纹试验三种方法
1912年，Bengough发现塑性金属和合金在中温区间分别进行介绍。

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2．1．1可调拘束实验2．1．1．3横向可调拘束实验
2．1．1．1单点和双点可调拘束实验Jefrey等人采用横向可调拘束实验研究了FM52和
Bowers等人采用单点和双点可调拘束实验研究In—INCONEI_690合金的高温失塑裂纹敏感性，试验装置见图
conel82焊丝的高温失塑裂纹敏感性。他们采用不同3。实验中记录了裂纹的数量、裂纹数目和裂纹的出现位
的应变来测量Inconel82敏感性，得到出现高温失塑裂置，并得到裂纹临界应变量与温度的关系曲线，通过临界
纹的临界应变值，并采用热电偶记录高温失塑裂纹发应变量和裂纹出现的温度因司评价了材料的高温失塑裂
生的温度区间，最终得到温度和应变的图形来评价裂纹敏感性。其中—例试验结果见图4。
纹的敏感性L2]。实验结果表明，高温失塑裂纹与晶界方向具有一
研究结果认为晶界方向对高温失塑裂纹