為了使 E 級鋼鑄件獲得更好的強(qiáng)度及耐磨性，提高使用安全系數(shù)和壽命，某企業(yè)在 E 級鋼的基礎(chǔ)上，開發(fā)高強(qiáng)度高耐磨的改良 E 級鋼，以此替代高錳鋼和球鐵。 為了能在較大程度上滿足產(chǎn)品對強(qiáng)度和硬度的要求，通過堆焊高強(qiáng)度高耐磨焊層的表面強(qiáng)化方法改良 E 級鋼， 使 E 級鋼的性能參數(shù)提高。但是在堆焊完成后，緩慢冷卻過程中 E 級鋼基體熱影響區(qū)出現(xiàn)裂紋， 經(jīng)過光學(xué)顯微鏡、SEM 對母材和堆焊層組織及裂紋斷口進(jìn)行了鑒定與分析， 結(jié)果表明，此裂紋為延遲裂紋，其產(chǎn)生的主要原因是焊接過程中的拘束應(yīng)力過大。

堆焊殘余應(yīng)力產(chǎn)生時(shí)的狀況，在實(shí)際情況下是相當(dāng)復(fù)雜的，其應(yīng)力的大小與分布因焊接構(gòu)件的形狀、尺寸、焊接方法等不同而不同。本試驗(yàn)殘余應(yīng)力產(chǎn)生原因有下列兩種：第一是焊接熱應(yīng)力。 由于焊接時(shí)，焊接熱源是移動的，對金屬構(gòu)件進(jìn)行局部的不均勻加熱和冷卻，在材料內(nèi)某些部分就會存在溫度梯度。在加熱過程中不均勻的焊接溫度場使金屬熱膨脹受阻， 從而在加熱區(qū)形成了局部的壓縮塑性變形區(qū)；在冷卻過程中，受壓縮的塑性變形區(qū)的金屬收縮受阻， 于是由加熱和冷卻的溫度梯度而產(chǎn)生了焊接熱應(yīng)力，這是對焊接殘余應(yīng)力起主導(dǎo)作用的部分。第二是相變應(yīng)力。焊接過程對金屬構(gòu)件局部不均勻加熱和冷卻導(dǎo)致金屬組織的變化而引起體積的變化，產(chǎn)生了相變應(yīng)力，相變部分的寬度與殘余應(yīng)力產(chǎn)生的狀況直接有關(guān)。