Metall. Mater. Trans. A：鋼焊接過程中熱裂紋的機理模型

【引言】

目前關于熱裂紋的機理研究都是從鋁合金開始，然后應用到鋼鐵材料的。但由于鋁合金和鋼鐵材料在凝固順序以及固液兩相溫度差等方面的差別，所以有必要對鋼鐵材料熱裂紋的形成進行系統的研究，進而找到熱裂紋的機理和臨界值或者找到熱裂紋形核并擴展的結構特點。鋼鐵材料熱裂紋的研究對于像焊接以及增材制造等凝固速度快的加工工藝具有重要意義。

【成果簡介】

近日，萊斯特大學的H.B.Dong（通訊作者）在Metallurgical and Materials Transactions A發表了最新的研究成果“A Three-Stage Mechanistic Model for Solidification Cracking During Welding of Steel”。在該文中，研究人員通過對熱裂紋的原位同步X射線分析和斷面分析，提出了鋼材鎢極惰性氣體保護焊熱裂紋的形成機理模型。

【致歉：很抱歉，未能找到通訊作者H.B.Dong的確切中文名字，小編表示誠摯的歉意！】

【圖文導讀】

圖1 實驗過程示意圖

（a）用于變形測量的原位攝影裝置示意圖

（b）典型原位攝影圖

（c）焊后對熱裂紋的三維重建

圖2 熱裂紋在凝固階段的示意圖

圖3 Gleeble熱塑性測試結果

圖4 熱裂紋形核位置的原位同步X射線

圖5 裂紋起始位置圖

（a）圖4中裂紋起始位置的X射線斷層攝影圖

（b）斷裂表面SEM圖

（c）放大的斷裂表面SEM圖

（d）斷裂表面晶界富集低熔共晶的SEM圖

圖6 裂紋擴展階段

（a）熱裂紋分布的X射線斷層攝影圖

（b）枝晶斷裂的SEM圖

（c）晶間溶質富集區的SEM放大圖

圖7 宏觀裂紋圖

（a）柱狀裂紋生長路徑的X射線斷層攝影圖

（b）柱狀樹枝晶斷裂形態的SEM圖

圖8 熱裂紋形成機理模型

【小結】

鋼材焊接熱裂紋形成分為三個階段：（1）晶間熱裂紋的形核（2）裂紋通過晶間斷裂層進行合并（3）樹枝晶間熱裂紋的擴展

文獻鏈接：A Three-Stage Mechanistic Model for Solidification Cracking During Welding of Steel（Metallurgical and Materials Transactions A，2018，doi.org/10.1007/s11661-018-4529-z）。

本文由材料人編輯部金屬組 楊樹 供稿，材料牛編輯整理。

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