Алешин_Справочник_Сварка. Резка. Контроль_2004_1 том (Н.П. Алешин, Сварка. Резка. Контроль. Справочник, 2004), страница 18

ГТ такого типа называются подсолидусными, Они характерны для однофазных аустеннтных и никелевых сплавов. ГТ в ТИХз образуются вследствие охрупчивания, обусловленного распалом твердого раствора с выпадением мепколисперсных интерметаллидных и карбонитр1шных фаз (например у'-фазы в высоконикелевых сплавах), Днсперсионное упрочнение объема зерен приводит к локализации пластических деформаций по приграничным участкам, относительному проскальзыванию зерен н зарождению горячих микротрещин. Такие ГТ называются трещинами днсперсионного твердения.

ГТ этого типа характерны для высоколегированных гетерогенных жаропрочных аустенитных и никелевых сплавов. 1.ЗЛ. МЕТОДЫ И КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ СОПРОТИВЛЯЕМОСТИ ГТ Расчетные методы оценки склонности сталей к образованию ГТ. Для оценки сопротивляемости меилла сварных соединений ГТ применяют расчетный и экспериментальный методы. Расчетно-сштистический метод основан на использовании параметрических уравнений, составленных с помощью регрессионного анализа, и применим только для тех сплавов, которые входят в концентрационные пределы изученных композиций.

Одно из параметрических уравнений (по Итал1уре) применительно к низколегироваиным сварным швам илзеет вид С(Б+ Р+ З(/25+ ЫД100)1000 НСВ = 3 Мп+Сг+ Мо+Ч гле Н(Т)СЗ ЩЬ гегпрегашге швей(пй аепжйР1гу) " парамегр оценивающий склонность сварных швов к кристаллизапнонным ГТ, 'м С, 3 и др. — химические элементы, ' . Если НСЗ > 4, то сварные швы потенциально склонны к 1 Т. Зто означает, что в условиях высокого темпа сварочной деформации в ТИХь который зависит от типа и жесткости сварного соединения, способа и режима сварки, возможно образование ГТ. Европейский сгандарт ЕЫ 1011-2: 200! «Рекомендации по сварке л~еталлических материалов, Дуговая сварка ферритных (углеродистых и низколегированных) сталей» рекомендует оценивать опасность образования ГТ в сварных швах по соотношению: (1СБ = 230 С+ 190 Б + 75 Р+ 45 (ЧЬ— — 12,3 Рй 5,4 Мп — 1, где $3СЗ (ип(гз оГ сгас1с япягерг(Ь1йту) — единицы склонности к ГТ; С.

Б и др. — химические элементы, 5ь Значения ОСЕ < 1О соответствуют высокой сопротивляел~ости образованию ГТ, > 30— низкой сопротивляемости ГТ. СВАРИВАЕМОСТЬ МАТЕРИАЛОВ Сг Сг+1,37 Ма+1,5 Ей+2 Ил+3 Т) ййз )л11+22 С а 0,31 Мп+14,2 Из+Си Рис. 1.43. Схемы каиегрукини абразива технологических прая: л — с круюамм швом; б — таврового; в — с переменной шириной пластин; г — со швом в канавку 3 — !0497 Применительно к хромоникелевым аустенитным сварным швам используют параметр, оценивающий степень их аусгенитности: где Сг, )лй и др. — химические элементы, % 1(Б + Р) < 0,035 %].

Если (Сг, I Н1,) < 1,5, то сварные швы потенциально склонны к кристаллнзационным ГТ. Недостаток этого мсгода — невозможность учета влияния всех примесей, не входящих в параметрические уравнения, а также аномалии по технологическим па!жмстрам сварки. выходящим за исследованные пределы. Поэтому расчетно-статистический метод рекомендуется лля приближенных экспресс-оценок.

Экспериментальная оценка склонности сварных швов к образованию ГТ с памощыа технологических проб. При испытаниях с помощью проб на меилл сварного шва воздействуют деформации ат усалки шва и формоизменення свариваемых образцов. Специальная конструкция и технология сварки образцов обусловливают повышенные темпы высокотемпературной деформации. Некоторые схемы технологических проб согласно П)СТ 26389-В4 (2000) приведены на рис. 1.43. Образец с круговым швом (см. рис. 1.43, а) изготовляют нз листового металла в виде квадратной пластины с отверстием. При толщине листов >25 мм применяют составную пластину нз четырех пластин, соединенных монтажным швом, с проточкой пса круговой шов.

Испытуемым является круговой шов или наплавка в круговую канавку. Тавровый образец (см. рис. 1.43, б) изготовляют из двух пластин: 150 х 300 и 75 х 300 мм толщиной 15...30 мм, соединяемых под прямым углом с помощью трех косынок и монтажных швов. Испьпуемый шов аваривают в положение втавр или в лодочку. Образцы с переменной шириной (см. рис. 1.43, г) применяют в виде комплекта из серий, отличающихся по ширине Ь в пределах 40...200 мм для дуговой сварки и 10...40 мм для лучевой независимо от толшины. Особенность сварки образцов заключается в том, чтобы закрепление входных и выходных планок не препятствовало раскрьпию зазора.

Сварка начинается с образцов большей ширины и заканчивается на образцах, в швах которых образу с Образец с канавками (см. рис. 1.43, г) изготовляют из пластин толщиной >40 мм. При толщине <60 мм он приваривается к жесткой плите по флангам швом с катетом 20 мм. Канавки выполняют с шагом 100 мм, при толщине образца >70 мм — с двух сторон.

Они лниуг иметь ч- и О-образную форму пазов. При наличии ГТ металл сварного соединения считают склонным к образованию трещин. Относительную степень склонности к ГТ (см. рис. 1.43, а, б) оценивают суммарной длиной трещин по длине шва или в трех сечениях шва. При испытании образцов с переменной шириной (см. рис. 1.43, в) склонность к ГГ определяют по максимальной ширине образцов Ь„,п а которых образуются трещины.

При испытании пробы с канавками (рис. 1.43, г) за критерий склонности к ГТ принимают максимальную скорашь сварки, при которой в швах начинают образовываться трещины. Гввы!. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СВАРКИ 66 зх' = в„в /шо л/ Рнс.!.44. Устройство нспытвтельнай мвшнны МИС-1 н схемы испытания сварпввемых ебразцовз а- схема машины МИС-! 1/ — свврнввемый образец; 2 н 3 — неподвижный н подвижный захваты соответственно; 4- лзехвннзескнй привод); б — испытание изгибом; в — испытание ржтакеннем; е- нспышнне образца двя ЭШС! д — испытание в пропессе нлзнтапнн термодефорлзапноннога сварочною пншн образца основного металла Машинные методы предусматривают испытание свариваемых образцов на растяжение, изгиб, а также испьпвние образцов с имитацией сварочного цикла на растяжение (рис.

1.44). Испьпвнив проводят по ГОСТ 2638з-84 (2000) с помошью специализированных испытательных машин. Процедура машинных испытаний предусматривает поочередно сварку серии образцов и деформирование швов в пропессе их кристаллизации с дискретной варьируемой скоростью растяжения (вв). Скорость деформации и, соответственно, относительное перемешение свариваемых кромок повышают до появления ГГ.

Сварку стыковых образцов без разделки кромок выполняют на рвкимах, исходя из условия получения полного провара и обратного папика заданной ширины„а стыковых образцов с развалкой кромок — из условия получения заданных ширины и высоты шва. Идентификацию трещин в образцах после испытания проводят по виду излома, а прн невозможности излома — другими неразрушающими методами контролв.

В результате испытания 10 — 15 образцов с дискретным изменением скорости растяжения находят критическую скорость растяжения (среднее арифметическое из трех минимальных скоростей, прн которых образовались трешины) и принимаип ее за сравнительный показатель сопротивляемости мешлла образованию ГТ (вчв мм/мин) при заданном режиме (термическом цикле) сварки. Чтобы сравнить сопротивляемость ГТ при различных термических циклах сварки, применяют показатель — критический темп деформации а (мм/'С).

Он вычисляется по формуле где гое — скорость охлаждения металла шва в ТИХ. Испытания образцов с имитацией сварочного термического цикла пргвюдят на стержневых или пластинчатых образцах, подвергнутых электроконтактному ипи индукционному нагреву. Рабочая зона таких образцов может иметь структуру основного металла или сварного шва.

Главная особенность таких испытаний — назначение температуры максимального нагрева. Она должна соответствовать минимальной температуре, при которой достигается оплавление границ зерен по их периметру(т Г „). Испытания образцов в ТИХ проводят с целью определения верхней и нижней температурных границ ТИХ и минимальной пластичности в ТИХ(б в мм или%). По результатам испытаний рассчитывают критический темп деформации ссч, = Ь .„ / ТИХ (мм/' или %еРС).

СВАРИВАЕМОСТЬ МАТИ ИАЛОВ 67 г.а.я. Оэпгатняляемоать ОБРА3ОВАнию хт К категории ХТ относятся такие трещины в сварных соединениях, формальными признаками которых являются образование визуально наблюдаемых трещин практически после охлаждения соединения, блесшщий крисшллнческнй излом их без следов высокотемпературного окисления. ХТ вЂ” локальные хрупкие разрушения материала сварного соединения, возникающие под действием остаточных сварочных напряжений. Размеры ХТ соизмеримы с размерами зон сварного соединения.

Локальность разрушения объясняегсв частичным снятием напряжений прн образовании трещин, а также ограниченностью зон сварною соединения, и которых возможно развитие трещин без дополнительного притока энергии ог внешних нагрузок. Для бальшвнства случаев возникновения ХТ характерны: наличие ннкубаанонного периода до образования очага трещин; образование трещин прн значениях нащжженнй, составляющих <О,9 кратковременной прочности материалов в состоянии после сварки. Зтн особенности позволяют отнести ХТ к замедленному разрушению свежеэакаленного материала.

К образованию ХТ при сварке склонны углеродистые н легированные стали„некоторые тнтановые н алюминиевые сплавы. При сварке углеродистых и легированных сталей ХТ могут образоваться, если стали претерпевают частичную нли полную закалку. Трещины возникают в процессе охлаждения после сварки нюке температуры 150 'С нлн в течение последующих нескольких суток. ХТ могут образовываться во всех зонах сварного соединения н иметь параллельное илн перпендикулярное расположение по отношению к оси шва. Место образования и направление трещин зависят ат состава основного металла и шва, соотношения компонент сварочных напряжений и некоторых других обстоятельств.

В практике ХТ в соответствии с геометрическими признаками и характером взлома получили определенные названия; «откол» вЂ” продольные в ЗТВ, «отры⻠— продольные в зоне оплавления со стороны шва (аустеннтного), «частокол» вЂ” поперечные ЗТВ и др. (рис. 1.45). Наиболее частыми являкггся ХТ вида «откоюх Рве. 1.45. Ввд ХТ в сварных саванн»ниах легированных сталей: à — откол; 2 — частокол; 3- отрыв; 4- продал ьвые в шве Образование ХТ начинается с возникновения очага разрушения, как правило, ни границах аустенитных зерен на околошовном участке ЗТВ, примыкающих к линии оплавления ЛС (рис. 1Аб). Протяженность очагов трещин составляет несколько диаметров аусгенитных зерен.