焊縫金屬二次結(jié)晶時要發(fā)生金屬的相變。金屬相變時，不僅氫的溶解度會發(fā)生急劇的變化，同時氫的擴散能力也會有很大不同。因為氫在奧氏體中的溶解度大，在鐵素體中的溶解度小，因而當(dāng)焊縫金屬由奧氏體向鐵素體轉(zhuǎn)變時，氫的溶解度會發(fā)生突然降低。但與此同時，氫的擴散速度正好相反，在奧氏體向鐵素體轉(zhuǎn)變時突然增加。

焊接高強鋼時，焊縫金屬的含碳量總是被控低于母材金屬。因此，焊縫在較高溫度就開始了相變；即由奧氏體分解為鐵素體、珠光體。此時熱影響區(qū)的金屬尚未開始奧氏體分解（因為含碳量較焊縫高，故主要轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體）。當(dāng)焊縫金屬發(fā)生由奧氏體向鐵素體、珠光體轉(zhuǎn)變時，氫的溶解度突然降低，同時氫在鐵素體、珠光體中的擴散速度比較大，因此，此時氫就很快地從焊縫穿過熔合區(qū)向尚未發(fā)生分解的奧氏體的熱影響區(qū)中擴散，而氫在奧氏體中的分解速度較小，還來不及擴散到距離熔合區(qū)較遠的母材金屬方面去，因此在熔合區(qū)附近就形成了富氫地帶。當(dāng)滯后相變的熱影響區(qū)發(fā)生奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變時，氫便以過飽和狀態(tài)殘存于馬氏體中。

如果熱影響區(qū)存在一些微觀缺陷，如顯微雜質(zhì)和微孔等時，氫便會在這些缺陷處發(fā)生聚集，并由原子狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榉肿訝顟B(tài)，形成了較大的壓力，促使這些原有微觀缺陷的地方，不斷擴大，直至形成微觀的裂紋。

氫由溶解、擴散、聚集、產(chǎn)生應(yīng)力以致開裂需要一定的時間，具有延遲現(xiàn)象，所以氫致裂紋成為延遲裂紋。

在熱影響區(qū)氫的濃度如果足夠高時，能使熱影響區(qū)的馬氏體進一步脆化，即形成焊道下裂紋；如果氫的濃度稍低，僅在有應(yīng)力集中的地方才出現(xiàn)裂紋，即形成焊趾裂紋和焊根裂紋。

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