Характерными особенностями большинства случаев образования холодных трещин являются следующие:
1) наличие инкубационного периода до момента образования очага трещин;
2) образование трещин происходит при значениях напряжений, составляющих менее 0,9 кратковременной прочности материалов в состоянии после сварки. Эти особенности позволяют отнести холодные трещины к замедленному разрушению свежезакаленной стали.
При сварке легированных сталей холодные трещины могут образовываться, если стали претерпевают частичную или полную закалку. Холодные трещины возникают в процессе охлаждения после сварки ниже температуры 150°С или в течение последующих нескольких суток. Они могут образовываться во всех зонах сварного соединения и располагаться параллельно или перпендикулярно по отношению к оси шва. Место образования и направление трещин зависят от состава основного металла и металла шва, соотношения компонент сварочных напряжений и некоторых других обстоятельств. В соответствии с геометрическими признаками и характером излома холодные трещины получили определённые названия:
• «откол» – продольные трещины в зоне термического влияния;
• «отрыв» – продольные трещины в зоне сплавления со стороны шва (аустенитного);
• «частокол» – поперечные трещины в зоне термического влияния.
Наиболее часто возникают холодные трещины вида «откол». Образование холодных трещин начинается с появления очага разрушения, как правило, на границах бывших аустенитных зёрен на околошовном участке зоны термического влияния, примыкающих к линии сплавления. Протяжённость очагов трещин составляет несколько диаметров бывших аустенитных зёрен. При этом разрушение не сопровождается заметной пластической деформацией и наблюдается как хрупкое. Это позволяет отнести холодные трещины к межкристаллитному (межзеренному) хрупкому разрушению. Дальнейшее развитие очага в микро- и макротрещину может носить смешанный и внутризерненый характер. [135]
Основными факторами, обуславливающими образование холодных трещин в сварном соединении из легированных сталей, являются:
• структурное состояние металла сварного соединения, характеризуемое наличием составляющих мартенситного и бейнитного типа (S>д, %) и размером бывшего аустенитного зерна (d>3, мкм). Свойства указанных структурных составляющих зависят от химического состава и в первую очередь от содержания углерода (C, %);