热脆性和焊接对金属腐蚀的影响

焊接是使用强烈的热量加入两种或更多种材料（主要是金属）的过程，使得它们融合在一起以成为一个均匀的组分。焊接艺术可以追溯到青铜时期，其中压力焊接用于将金属接头熔化在一起，以构建金盒和其他伪影。如今，焊接用于建造汽车，建筑物，飞机，管道和石油钻井平台，以命名为几个。

乍一看，焊接可能似乎没有与金属腐蚀的直接相关。然而，使用不正确的技术对金属施加强烈的热量可能导致促进腐蚀形成的缺陷。（有关此主题的介绍，请参阅焊接关节腐蚀的原因和预防。）一个这样的缺陷是热的缺点。

什么是炎热的缺点？

热障碍，也称为热裂，热裂，或凝固裂纹，是一种与焊接有关的缺陷，金属开始沿着其裂纹谷物边界随着焊接金属冷却并凝固。要了解热短路的涉及的机制，让我们简要解释谷物边界是什么。

熔化的金属凝固时，晶体开始独立形成。每个晶体的取向是随机的，分布在整个金属中。这些晶体形成了所谓的固体金属颗粒。这晶粒尺寸对金属的物理性质具有显着影响。

晶粒彼此接触的界面被称为晶界，并且已知它们对硬化金属的整体行为产生重大影响。不幸的是，谷物边界通常是发作的首选位置局部腐蚀。

倾向于在晶界偏离的金属杂质通常具有低于金属本身的熔点。随着焊接冷却，具有较高凝固温度的金属，首先使晶界保持在半固态状态。这残余的压力由于周边地区的硬化导致它们造成弱化的晶界导致它们裂开和突破。

焊接和热脆性引起的腐蚀类型

热短路引起的裂缝不仅削弱了金属的总体强度，而且它们也是形成腐蚀相关缺陷的理想位置，例如应力腐蚀裂缝，腐蚀疲劳和缝隙腐蚀。在这里，我们将讨论热短缺形成的裂缝如何为这些类型的局部腐蚀中的每一种贡献。

• 压力腐蚀裂解（SCC）- 这种类型的腐蚀的特征在于沿着金属的晶界形成裂缝，而表面的大部分保持不受影响。出现这种情况，因为晶界代表了高腐蚀性易感性的路径。边界处的杂质的分离使得难以钝化使其比表面的其他部分更不耐腐蚀。(在本文中了解更多关于SCC的信息管道应力腐蚀开裂的原因?）

热短进一步降低回归晶界的能力，使金属更容易应力腐蚀开裂。这拉伸应力通过冷却周围区域引起的推进开口裂缝，允许腐蚀产物更容易地扩散远离裂缝尖端。

ThomasBöllinghaus和Horst Herold在出版物中进行的测试“焊缝中的热裂解现象“表明，特别是纵向热裂缝，特别是用于随后应力腐蚀裂缝的起始位点。同时，垂直于边界的裂缝似乎并没有影响这种类型的腐蚀。

• 腐蚀疲劳- 腐蚀疲劳是一种由交替或交替的组合行动引起的故障类型循环应力和腐蚀性环境。由于金属通过交替应力循环，所谓的膜破裂，导致腐蚀的加速生长。

同时存在的开裂机制，如热脆性，可有助于整体疲劳裂纹扩展速率。

• 缝隙腐蚀-缝隙腐蚀是一种高度局部腐蚀，发生在金属表面的缝隙或缝隙附近。然而，金属的其余部分仍然没有被腐蚀。由热脆性产生的裂纹为裂缝腐蚀的发生创造了理想的条件。

作为水（）电解液）进入它可能变得停滞的裂缝。换句话说，间隙足够宽，足以进入但太小，因为它流出来（这是缝隙腐蚀的关键部件之一）。因为流体从裂缝中没有显着的运动，所以氧气扩散限制在缝隙上。然后发生一系列复杂的化学反应，其中陷入裂纹的流体变成酸性并开始分解被动层。利用基材未受保护，腐蚀是自由繁殖在裂纹区域内。

如何防止炎热的短缺

防止热脆的关键是首先了解导致裂缝出现的机制。防止热裂的一些方法有:

• 适当的材料选择——选择残余磷或硫含量低的钢有助于减少晶界中杂质的机会。
• 在焊接过程中减少热量 - 降低焊接期间的热量减少在晶界处发生偏析的时间量。
• 减少焊接池的污染 - 如硫和铜等元素使焊接组合物在最终焊缝中捕获。通过确保的是这些杂质可以通过焊接池中除去焊接接头不含油脂和润滑脂，确保焊接耗材的清洁度。
• 使用适当的填充金属 - 焊接填充金属含有锰与晶界中的硫杂质相结合，形成硫化锰。硫化锰的熔点高于硫化铁，更耐裂解。

结论

热裂纹发展时，热短路和腐蚀之间的关系在于形成的弱点。裂缝创造了一种有利于特定类型的局部腐蚀的环境。

特别注意填充物和母体金属的组成以及焊接温度可以长时间的方法可以防止热裂缝并消除它们可以引起的腐蚀类型。