熱疲勞是金屬材料溫度梯度循環引起的熱應力循環(或熱應變循環)引起的疲勞破壞現象。焊接鋼管的熱疲勞穩定性一般是指在冷熱交替作用下抵抗開裂的能力。冷熱交替產生的裂紋稱為熱疲勞裂紋。壓鑄模具和熱鍛模具在模具中報廢的主要原因是熱疲勞穩定性差,容易產生熱疲勞裂紋。對于模具鋼,其熱疲勞穩定性主要取決于鋼的韌性和強度。因此,具有良好熱疲勞穩定性的模具鋼應具有良好的韌性和**度(高濕強度)的結合。
金屬零件在高溫下工作時,其環境溫度并不是恒定的,有時是快速反復變化的。如果由此產生的膨脹和收縮受到約束,零件內部就會產生熱應力(也稱為溫差應力)。溫度反復變化,熱應力也反復變化,導致材料發生疲勞破壞。
焊接鋼管表面受到高速湍流流體的沖擊,同時也受到磨損和腐蝕的破壞,稱為磨損腐蝕。沖擊腐蝕是磨損腐蝕的主要形式。在高速流體的沖擊下,焊接鋼管的保護膜被破壞,斷口處裸露的金屬加速腐蝕。如果流體中含有固體顆粒,焊接鋼管的磨損和腐蝕會更嚴重。其外觀特征為局部溝槽、波紋、圓孔、谷形,通常表現為方向性。暴露在流動流體中的設備,如管道、三通、閥門、鼓風機、離心機、葉輪、熱交換器和排氣管,會產生沖擊腐蝕。銅、鉛等軟金屬更為嚴重。焊接
焊接鋼管熱疲勞穩定性的影響因素
1.環境的溫度梯度和變化頻率越大,越容易產生熱疲勞。
2.熱膨脹系數不同的材料組合在一起容易產生熱疲勞。
3.晶粒粗大且不均勻,易出現熱疲勞。
4.晶界分布的相質點對熱疲勞的產生,具有促進作用。
5.材料的塑性差,易出現熱疲勞。
6.零件的幾何結構對金屬的膨脹和收縮的約束作用大,易出現熱疲勞。