新HG/T20584笔记（一）丨焊后热处理对韧性的影响

HG/T20584-2020《钢制化工容器制造技术规范》在“第10章 热处理”的10.1.1列举了4种需要进行焊后消除应力热处理的情况，其中有一条为：设计图样要求碳钢和低合金钢材料的冲击韧性高于标准值的1.5倍。这条件比较新鲜，那焊后热处理究竟是怎样影响材料或焊缝的韧性的呢？

来看一篇参考文献：王东坡, 刘恺悦, 邓彩艳, 等. 焊后热处理对拘束焊焊缝金属冲击韧性与断裂韧性的影响[J]. 焊接学报, 2020, 41(8). 

焊接接头除了要具有足够高的强度和良好的耐腐蚀性之外，还需要具有良好的韧性。

若由于结构自身存在拘束或采用外部拘束限制焊接过程中的宏观变形，焊接结构中会引入较大的残余应力，危害焊接结构的安全性与可靠性。因此此类焊接接头一般要求进行焊后热处理来消除焊接接头中的残余应力。 同时，焊后热处理会引起组织转变从而进一步影响焊接接头的韧性。

大量研究表明，焊后热处理会使组织内位错密度降低，位错形态由位错缠结转变为可动位错线，改善焊缝金属的韧性。同时，焊后热处理会促进碳化物析出，析出的粗大碳化物会导致材料的韧性恶化，而析出的细小碳化物则有利于其韧性。 

焊接结构存在较大的拘束应力，在焊接过程中，拘束焊焊缝金属中会发生动态热应变过程，此时焊缝金属的韧性可能会受到应变时效作用的影响。

应变时效是材料在经受一定塑性变形后，随温度和时间作用产生的一种强度、硬度升高，塑性、韧性下降现象，其一般发生在150 ~ 400 ℃ 范围内。

厚板拘束焊焊接接头多采用多层多道焊的连接方式，此时每一道随停留时间的延长，其温度逐渐下降，且随着与后一道距离的增加，焊缝金属内的温度降低。相邻各道之间有依次热处理作用，因此多层多道焊缝金属在不断冷却和热传递升温的过程中使得焊缝金属处于应变时效温度条件下的时间较长，促进应变时效现象的产生，引起焊缝金属的脆化。所以应进行焊后热处理。