裂纹往往不限于热影响区内，也可出现在远离表面的母材中。其产生的主要原因是由于金属中非金属夹杂物的层状分布，使钢板沿板厚方向塑性低于沿轧制方向，另外由于厚板角焊时在板厚方向造成了很大的焊接应力，所以引起层状撕裂。通常认为片状硫化物夹杂危害最大，而层状硅酸盐和过量密集的氧化铝夹杂物也有影响。防止这种缺陷，主要应在冶金过程中严格控制夹杂物的数量和分布状态。另外，改进接头设计和焊接工艺，也有一定的作用。
2.热裂纹的危害及分类
(1)热裂纹定义：焊接过程中，焊缝和热影响区金属冷却到固相 线附近的高温区产生的焊接裂纹。
(2)按裂纹产生的机理、形态和温度区间不同，焊接热裂纹可分为凝固裂纹，液化裂纹，多边化裂纹和失塑裂纹4种。 1）凝固裂纹
凝固裂纹又称结晶裂纹，产生在焊缝金属凝固过程后期的脆性温度区间。此时焊缝金属结晶接近完成，但晶粒间尚存在着很薄的液相层，塑性很低。当由冷却不均匀收缩而产生的拉伸变形超过临界值时，即沿晶界液相层开裂。这种裂纹大多起源于树枝状晶的最终汇合处，沿晶间扩展，严重时裂纹一直扩展到焊缝表面，因而凝固裂纹断口上可发现明显的氧化色。凝固裂纹常出现在含硫、磷(有时含硅，碳)较多的碳钢焊缝中和单相奥氏体不锈钢、耐热钢、镍基合金及铝合金焊缝中。防止凝固裂纹发生的冶
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金措施有：调整成分，细化晶粒，严格控制会形成低熔点共晶的杂质元素含量， 以提高金属材料在脆性温度区间的塑性，缩小脆性温度区间，并从焊接构件设计和焊接工艺上设法尽量减少在脆性温度区间的拉伸应变。 液化裂纹在邻近焊接熔池的母材区或多层焊的 前一焊道上，因受焊接热影响而发生晶界液化，并在拉伸应变下形成裂纹。 2）液化裂纹
造成液化裂纹的原因是：(l)金属材料的晶粒边界聚集较多的低熔点物质。(2)由于快速加热使某些金属化合物分解而来不及扩散，局部晶界产生某些合金元素的富集而达到共晶成分，使局部组织的熔点下降，在焊接热影响下促使局部晶界液化。防止液化裂纹产生的措施有:严格控制母材的杂质含量; 合理选用焊接材料;制定合理的焊接工艺规范，尽量减少焊接热作用。多边化裂纹在焊缝金属凝固结晶不平衡的条件下，在低于固相线温度的高温区域，沿多边形化边界形成的热裂纹。它与一次结晶的晶界无明显关系，较多产生于单相奥氏体金属中。 3）多边化裂纹
多边化裂纹形成的原因是:由于焊接的高温过热和不平衡的结晶条件，使奥氏体结晶中形成大量空位和位错，在一定温度和应力作用下排列成亚晶界—多边形化晶界，当此晶界与有害杂质富集区重合时，往往会在拉应力作用下形成多边化裂纹。防止多边化裂纹的措施有:加入可提高多边化激活能的合金元素，如在镍
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一铬基单相奥氏体金属中加入适量的钨、铝或担等元素，使多边形化晶界来不及形成，可以有效地避免产生多边化裂纹;同时还应减少焊 接过热和焊接应力。 4)失塑裂纹
失塑裂纹又称高温低塑性裂纹。在焊接热影响区或多层焊的前一焊道上，因焊接热循环的作用致使塑性陡降，在拉伸应力下沿二次结晶晶界形成的热裂纹。其裂纹敏感温度区域略低于再结晶温度。多数发生在奥氏体钢和合金及少数高强度钢的焊接接头中。其裂纹产生条件有些类同于多边化裂纹，但其裂纹形成机制和裂纹形态却各不相同。防止此种裂纹的有效措施是:精炼母材，减少有害杂质。
第二章 14CrNi4MoV钢的化学成分、基本性能、应用
2.1 14CrNi4MoV钢的化学成分
1. 14CrNi4MoV钢属于低碳调质钢，其化学成分如表一所示:
表一 14CrNi4MoV钢的化学成分（表中数据的单位） 类牌号 别 锻14CrNi 件 Ni 4.4 4MoV Mo 0.39～0.41
C Mo Si Cr 0.12～0.14 V 0.700.80 ～0.22～ 0.71～ 0.29 P 0.89 Mn/S Nb S 0.07 0.021～0.012～0.012～56～58 0.039 0.014 0.016 8
2.2 14CrNi4MoV钢的基本性能及应用
1. 14CrNi4MoV钢的基本性能
热扎和正火条件下，钢中通过增加合金元素的含量来提高强度，其结果是塑性和韧性降低，而且随着强度提高越多，塑性和韧性降低越多。当钢中合金元素含量超过一定范围后会出现韧性的大幅度下降。因此，抗拉强度大于600MPa的高强钢一般都需要调质处理。
因此低碳调质钢提高强度不单纯通过合金强化，还要通过热处理—调质强化处理。钢中一般加入Mn、Cr、Ni、Mo、V、Nb、B、Ti等元素，目的是保证足够的淬透性和马氏体回火稳定性，使珠光体和贝氏体转变推迟，使马氏体转变的临界冷却速度下降大。常用的低碳调质钢为了获得良好的综合性能和焊接性，一般含碳量不大于0.18％，这样通过淬火和回火(即调质处理)得到回火索氏体和回火马氏体组织，使之具有较高的强度和良好的塑性。另外，除了取决于化学成分外，还要执行正确的热处理制度。一般为奥氏体化—淬火—回火，也有少数钢采用奥氏体化—正火—回火。
低碳调质钢的特性是具有较高的强度(屈服强度490～980MPa)，并有良好的塑性、韧性和耐磨性。钢中强度级别不同加入的合金元素及其含量也不同。
2. 14CrNi4MoV钢的应用
（1）钢主要应用于工程矿山机械的制造中；
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（2）主要应用于开发高寒地区露天煤矿的大型挖掘机及电动输自卸车等。
（3）较好的低温韧性可用于在低温下服役的焊接结构，如可用于高压管线、桥梁、电视塔等钢结构等。
（4）在大型球罐及海上采油平台的制造中，也有广阔的应用前景。这类钢的热处理制度一般为奥低体化一淬火-回火。
第三章 14CrNi4MoV钢焊缝中结晶裂纹及防治措施
3.1 结晶裂纹特征及产生机理
1.定义: 焊缝金属结晶过程中，在固相线附近，晶界残存低熔点的液态薄膜，在应力作用下形成的裂纹。结晶裂纹主要发生在含（硫、磷、碳、硅等）杂质比较多的碳钢、低合金钢焊缝中，以及单相奥氏体钢、镍基合金以及某些铝合金的焊缝中。 2.结晶裂纹的特征
产生温度：固相线以上稍高的温度。
断口特征：呈氧化颜色，没有金属光泽。说明这种裂纹是在高温下产生的。
分布特征：宏观：一般发生在焊缝中心（横向、纵向都有）。 微观：具有晶间破坏的特征（发生在晶界，柱状晶之间） 有宏观裂纹一般必有微观裂纹，但有微观裂纹不一定有宏观裂纹。
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