延迟裂纹

延迟裂纹不是在焊接过程中产生的，而是在焊后延续一段时间产生的。

延迟裂纹主要发生在低合金高强钢中，主要与焊缝含扩散氢、接头所承受的拉应力以及由材料淬硬倾向决定的金属塑性储备有关，是三个因素中的某一因素与相互作用的结果。

对于确定成分的母材和焊缝金属，塑性储备一定，产生延迟裂纹的孕育期长短，取决于焊缝金属中的扩散氢及接头所处的应力状态。同理相应于某一应力状态，焊缝含氢量高，裂纹孕育期短，裂纹倾向大。当应力状态恶劣，即使含氢量低，在很短孕育期内会产生裂纹。但是决定延迟裂纹产生与否，存在一个临界含氢量与临界应力值。若氢低于临界含氢量，拉应力低于强度极限，则孕育期将无限长，实际上不产生延迟裂纹。

现代的延迟裂纹理论认为，焊缝金属中的含氢量、接头承受的应力水平以及接头金属的塑性储备，三者对延迟裂纹产生的作用是相互联系的。焊缝高含氢量在低应力下就会诱发出裂纹，而低含氢量需要高应力下才达到诱发裂纹状态。含氢量及应力都低时，在长时间才能达到裂纹产生条件。材料的塑性储备起到调节作用，当材料的变形能力高，缺口敏感性低时，只有在更高应力更多含氢量下才能产生延迟裂纹。

在焊接接头中，由于焊缝一般含碳量低，缺口敏感性小，而近缝区由于晶粒粗大，过饱和空位浓度高，应力集中程度高等不利条件，使近缝区易于产生延迟裂纹。

a 延迟裂纹的定义

焊接后经过一段时间才产生的裂纹为延迟裂纹。延迟裂纹是冷裂纹的一种常见缺陷，它不在焊后立即产生，而在焊后延迟几小时、几天或更长时间才出现。

b 有延迟裂纹倾向的材料

16MnR、15MnVR（鞍钢研制，现基本不生产了）、15MnNbR、18MnMoNbR（不好购买）、13MnMoNbR（仿制日本的BHW35，是单层厚壁用钢，焊接性能好但价格高）、07MnCrMoVR、07MnNiMoVDR和日本的CF-62系列钢。2100433B

1、产生的温度和时间不同

热裂纹一般产生在焊缝的结晶过程中。冷裂纹大致发生在焊件冷却到200～300℃，有的焊后会立即出现，有的可以延至几小时到几周甚至更长时间才会出现。所以冷裂纹又称延迟裂纹。

2、产生的部位和方向不同

热裂纹绝大多数产生在焊缝金属中，有的是纵向，有的是横向，有时热裂纹也会延伸到基本金属中去。冷裂纹大多数产生在基本金属或熔合线上，大多数为纵向裂纹，少数为横向裂纹。

3、外观特征不同

热裂纹断面都有明显的氧化色。冷裂纹断口发亮，无氧化色。

4、金相结构不同

热裂纹都是沿晶界开裂的。冷裂纹是贯穿晶粒内部，即穿晶开裂，不过也有的是沿晶界开裂。 2100433B

1、淬硬脆化裂纹

淬硬倾向大的钢在焊接热循环作用下产生淬硬组织，在应力作用下产生裂纹。产生裂纹的敏感温度在M_s附近，焊接接头冷却到一定温度以下即出现裂纹，没有延迟开裂特征。一些超高强度钢、马氏体不锈钢、工具钢具有较高的淬硬脆化裂纹敏感性。

2、延迟裂纹

焊接接头冷却到室温后并在一定时间（几小时、几天，甚至十几天）才出现的焊接冷裂纹称延迟裂纹。延迟裂纹的影响因素有淬硬组织、氢、应力。钢的淬硬倾向越大，焊接时越容易形成脆硬的马氏体组织，产生裂纹的敏感性越高；焊缝金属中的扩散氢是延迟裂纹形成的主要因素，氢含量越高，延迟裂纹的敏感性越大；存在应力是产生延迟裂纹的必要条件，应力主要有：由焊接的不均匀加热和冷却过程引起的热应力、由金属相变发生的体积变化而引起的棚变应力、由结构刚度和约束引起的拘束应力。

3、低塑性脆化裂纹

被焊母材或焊缝金属本身塑性过低，在焊接热应力和拘束应力作用下，发生的应变大于其延性而产生的裂纹。低塑性脆化裂纹与氢的作用无关，与焊接形成的脆硬组织也无必然联系，根本原因在于母材塑性过低。低塑性脆化裂纹在焊接接头冷却到一定温度以下即出现，多出现在焊缝和热影响区表面，没有延迟特征。铸铁、硬质合金堆焊容易产生低塑性脆化裂纹，高合金化钛合金、钛铝金属间化合物等航空材料也容易产生这类裂纹。

下图是Ti₃Al合金焊接接头低塑性脆化裂纹。

1、焊接接头存在淬硬组织，性能脆化。

2、扩散氢含量较高，使接头性能脆化，并聚集在焊接缺陷处形成大量氢分子，造成非常大的局部压力。（氢是诱发延迟裂纹的最活跃因素，故有人将延迟裂纹又称氢致裂纹）

3、存在较大的焊接拉应力。