Die typischen Merkmale überhitzter Risse sind eine „bonbonartige“ Bruchfläche, die sich entlang der Korngrenzen erstreckt, begleitet von irreversiblen Schäden wie Korngrenzen-Oxidnetzwerken und umschmelzenden Kugeln. Diese mikroskopischen Morphologien sind die zentrale Grundlage für die Beurteilung einer Überhitzung.
1. Mikroskopische morphologische Eigenschaften (metallografische Analyse)
Intergranulare Risse: Der Risspfad verläuft streng entlang der Korngrenzen und weist eine „bonbonartige“ oder „steinartige“ Bruchfläche ohne plastische Verformung auf;
Korngrenzen-Oxidnetzwerke: Kontinuierliche schwarze Oxide (wie FeO, Cr₂O₃) erscheinen an Korngrenzen und isolieren die Metallmatrix physikalisch;
Umschmelzende Kugeln (Flüssigkeitsphasenspuren): An den Korngrenzenübergängen sind abgerundete, erstarrte, tröpfchenartige Strukturen vorhanden, die darauf hinweisen, dass der lokale Schmelzpunkt überschritten wurde;
Hohlräume an Korngrenzen und Mikrorisscluster: Mikroporen oder Cluster von Mikrorissen sammeln sich in Korngrenzenbereichen an, was auf eine verstärkte Atomdiffusion bei hohen Temperaturen schließen lässt.
Beurteilungskriterien: Laut GB/T 6394-Bewertung bestätigt das Vorhandensein eines der oben genannten Merkmale Überhitzungsrisse.
2. Makroskopische und zusätzliche Erkennungsmerkmale
Typische Merkmale der Erkennungsmethode
Rasterelektronenmikroskopie (REM) der Bruchoberfläche: Zeigt die typische intergranulare Bruchmorphologie, keine Grübchenstruktur und an der Oberfläche haftende Oxidpartikel.
Energiedispersive Spektroskopie (EDS): Erkennt die Anreicherung von Elementen wie O, Cr und Fe an Korngrenzen und bestätigt das Vorhandensein von Oxiden.
Härtetest: Große Härteschwankungen in der Wärmeeinflusszone, wobei örtlich erweichte Bereiche neben harten Phasen vorhanden sind, was eine ungleichmäßige Mikrostruktur widerspiegelt.
Makroskopische Beobachtung: Spontane Rissbildung während des Abkühlvorgangs beim Schweißen, ohne äußere Belastung, ein typisches Zeichen einer Überhitzung.
Besonderer Hinweis: Wenn der Riss nach dem Schweißen in die Schweißnaht eindringt, bevor er auf Raumtemperatur abgekühlt ist, kann im Allgemeinen festgestellt werden, dass er durch Überhitzung verursacht wurde.
3. Entstehungsmechanismus und Timing
Hauptursache: Die Heiztemperatur überschreitet den kritischen Überhitzungspunkt des Materials (H13-Stahl > 1150 Grad) und die Haltezeit ist zu lang;
Auftretensstadium: Tritt meist während des Schweißabkühlungsprozesses auf, wobei sich einige innerhalb von Stunden um mehr als 50 % ausdehnen;
Irreversibel: Schäden können nicht durch Wärmebehandlung oder Schweißen repariert werden; Das Material ist dauerhaft ausgefallen.
Technischer Konsens: Sobald die oben genannten Eigenschaften bestätigt sind, darf die Komponente nicht mehr verwendet werden und muss sofort ersetzt werden.
