Диссертация (1026154), страница 16
Текст из файла (страница 16)
4.10. в).а)б)Рис. 4.10.127в)Рис. 4.3.Значение ударной вязкости металла шва, полученного с применениемпроволоки сплошного сечения и порошковой проволоки Пп-П/Ni-WC (а), ПпП/Ni-TiN (б) и Пп-П/Ni- Al2O3 (в) в качестве дополнительного присадочногоматериала- математическое ожидание значения ударной вязкости металлашва.- доверительный интервал значений ударной вязкости металла швас вероятностью 95,4%.- минимальное значение ударной вязкости металла шва свероятностью 95,4%.ДГП 16% - доля участия ДГП в металле шва составляет 16% (серия А)ДГП 41% - доля участия ДГП в металле шва составляет 41% (серия Б)Для образцов, изготовленных по схеме двухдуговой сварки под флюсом вкачествеведомойпроволокииспользовалиразработанныепорошковыепроволоки с наноразмерными модификаторами, при этом скорость подачи этихпроволок подбиралась в соответствии с режимом «Б» (доля участиядополнительной присадки в металле шва 41%).
Для выполненных образцов также была проведена статистическая обработка измерений ударной вязкости притемпературе испытаний минус 20⁰С. И получены средние значения и значениясреднего квадратического отклонения. По этим значениям были определеныдоверительные интервалы с вероятностью 95,4%.128На Рис. 4.11.
видно падение средних значений ударной вязкости металлашва при реализации двухдуговой сварки под флюсом с применениемразработанных проволок. Притом среднее значение не зависит от типавводимого модификатора и составляет для всех образцов 36-39 Дж/см2, что нижесредних значений при однодуговой сварке без присадки на 35%. Разбросзначений ударной вязкости напротив, сильно зависит от типа вводимогомодификатора.Рис. 4.4.Минимальное и максимальное значение доверительного интервала дляобразцов, изготовленных с применением порошковых проволок, в составкоторых входят наноразмерные частицы- математическое ожидание значения ударной вязкости металла шва.- доверительный интервал значений ударной вязкости металла шва свероятностью 95,4%.- минимальное значение ударной вязкости металла шва свероятностью 95,4%.ДГП 41% - доля участия ДГП в металле шва составляет 41% (серия Б)2Д 41% - доля участия ДГП в металле шва составляет 41% (серия двухдуговая)129Так применение проволоки с карбидом вольфрама в качестве электроднойпроволоки приводит к снижению нижней границы доверительного интервала доуровня 27,8 Дж/см2, при этом ширина доверительного интервала минимальнасреди серии по 2-х дуговой сварке и составляет 17 Дж/см2.
Минимальноезначение ударной вязкости при доверительном интервале 95,4% составляет 27,8Дж/см2.Применение нитрида титана приводит к появлению разброса значенийударной вязкости в пределах 41 Дж/см2, или 108% от среднего, что придоверительном интервале 95,4% дает минимальное значение ударной вязкостина уровне 2,5 Дж/см2.В случае ввода порошковой проволоки с оксидом алюминия ширинадоверительного интервала уменьшается до 33 Дж/см2, а его нижняя границастремится к значению 19 Дж/см2.4.4. Результаты фрактографических исследований образцовАнализ изломов проводили согласно методикам, описанным в [83] и [84].Таким образом, анализ включал в себя определение соотношения между хрупкойи вязкой составляющей излома, а также классификацию характера разрушения.Таким образом, для проведенных серий испытаний образцов былиполучены данные, указанные в Таблице 17.Таблица 17.Анализ хрупкой и вязкой составляющих излома.СоставбазовыйСв08Г2СNiПНЭNi+WCNi+TiNNi+Al2O3Серия «А»X62,3 %64,7 %51,2 %49,8 %29,1 %53,5 %B37,7 %35,3 %48,8 %50,2 %69,9 %46,5 %Серия «Б»X75,5 %49,5 %52,9 %50,4 %41,0 %B14,5 %50,5 %47,1 %49,6 %59,0 %Из анализа Таблицы 17.
видно, что для образцов, сваренных бездополнительной присадки по выбранным режимам характерна склонность к130хрупкому разрушению при температуре -20⁰С. Доля хрупкой составляющейдостигает 62,3% (Рис. 4.12.).В, %Пп-П/Ni- Al2O3Пп-П/ NiПсПп-П/Ni- Al2O3Пп-П/Ni- TiNПп-П/Ni-WCПп-П/ NiПсБазовыйПп-П/Ni- TiNДГП 41%ДГП 16%Пп-П/Ni-WC1009080706050403020100Рис. 4.5.Доля вязкой составляющей в изломахДГП 16% - доля участия ДГП в металле шва составляет 16% (серия А)ДГП 41% - доля участия ДГП в металле шва составляет 41% (серия Б)Использование проволоки сплошного сечения приводит к увеличению долихрупкой составляющей излома металла шва по мере увеличения количестваподаваемой проволоки.Значительное увеличение доли вязкой составляющей излома достигаетсяпри использовании разработанных проволок с содержанием нитрида титана иоксида алюминия, при их введении в количестве 0,03% (доля участияприсадочной проволоки 16%) и 0,07% (доля участия присадочной проволоки41%)соответственно.Приэтомдоляувеличивается более чем в полтора раза.вязкойсоставляющейизлома131Применение проволоки с карбидом вольфрама позволяет добитьсястабильного отношения хрупкой доли излома к вязкой, один к одному независимо от количества вводимого модификатора (Таблица 18.).Таблица 18.Фрактограммы изломов (увеличение х1000).СоставСпПп-П/Ni16%41%132Таблица 18.
(Продолжение)Пп-П/Ni+WCПп-П/Ni+TiNПп-П/Ni+Al2O3133Анализ изломов сварных соединений на РЭМ позволил определитьмикрорельеф хрупкой части излома (исключая губы среза и зону долома), атакже классифицировать его при помощи методики описанной в РД 50-672. Намикрорельефе излома видны участки сколов и квазисколов, которые позволяютоценить механизм разрушения образцов при испытании на ударный изгиб.Участки (фасетки) сколов характеризуются определенными плоскостями,разрушение в которой происходит в одном направлении. Участки (фасетки)квазисколов имеют не плоскостной характер разрушения с признакамипластической деформации. При этом сколы образуются преимущественно поопределенным кристаллографическим плоскостям как границы зерен, а такжесубзеренныхструктур.Квазисколыжеобразуютсяпомеханизмувнутризеренного разрушения.4.5.
Результаты исследований химического состава образцовОценка химического состава образцов проводилась по поверхности изломав рамках фрактографических исследований на растровом электронноммикроскопе. Поиск проводился по таким химическим элементам как кремний(Si), марганец (Mn), никель (Ni), вольфрам (W), титан (Ti)и алюминий (Al).Так содержание кремния и марганца в металле шва образцов сваренныходнопроходной сваркой под флюсом составляет в среднем 0,48% кремния и1,03% марганца. Таким образом, использование комбинации флюс-проволокаобеспечивает химический состав металла шва типа ГС.Применение проволоки сплошного сечения при подаче ее по схеме сварки сдополнительной горячей присадкой приводит перераспределению кремния имарганца, так при доле участия дополнительной присадки в формированииметалла шва равной 16% средний состав металла шва представляет 0,4% кремнияи 1,02% марганца.
Химический состав металла шва при доле участия горячейприсадки 41% обеспечивает 0,6% кремния и 1,37% марганца (Рис. 4.13.).134Рис. 4.6.Химический состав металла шва при использовании проволоки Сп- массовое содержание кремния (Si масс.%)- массовое содержание марганца (Mn масс.%)ДГП 16% - доля участия ДГП в металле шва составляет 16% (серия А)ДГП 41% - доля участия ДГП в металле шва составляет 41% (серия Б)При использовании порошковой проволоки, содержащей частицы никеля всвоем составе наблюдается уменьшение количества кремния (Рис. 4.14.) на 62%(0,28% металла шва) и на 37% (0,38% металла шва) по сравнению сиспользованиемпроволокисплошногосеченияпридолеучастиядополнительной присадки в формировании металла шва в количестве 16% и 41%от массы шва соответственно.
Количество марганца изменяется незначительно впределах 0,1% от состава металла шва, что составляет менее 10% разницы междуними и образцами, выполненными с проволокой сплошного сечения.135Рис. 4.7.Химический состав металла шва при использовании проволоки Пп-П/Ni- массовое содержание кремния (Si масс.%)- массовое содержание марганца (Mn масс.%)ДГП 16% - доля участия ДГП в металле шва составляет 16% (серия А)ДГП 41% - доля участия ДГП в металле шва составляет 41% (серия Б)Применениеразработанныхпорошковыхпроволок,содержащихкомпозиционные гранулы с наноразмерными модификаторами приводит кнекоторому перераспределению кремния и марганца в металле шва.Таким образом присутствие карбида вольфрама в количестве 0,03масс.% отмассы металла шва обеспечивает 0,41% кремния и 1,11% марганца.
Увеличениеконцентрации карбида вольфрама до 0,07масс.%кремния до 0,65%, а марганца до 1,35% (Рис. 4.15.).увеличивает количество136Рис. 4.8.Химический состав металла шва при использовании проволоки Пп-П/Ni+WC- массовое содержание кремния (Si масс.%)- массовое содержание марганца (Mn масс.%)ДГП 16% - доля участия ДГП в металле шва составляет 16% (серия А)ДГП 41% - доля участия ДГП в металле шва составляет 41% (серия Б)Добавление нитрида титана в количестве 0,03масс.% от массы металла шваснижает количество кремния до 0,35%, а при его концентрации 0,07масс.%увеличивает количество кремния до 0,7%.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
