3 (1088745), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

шва.

Зона термического влияния – участок основного металла, не подвергав-

шийся расплавлению, структура и свойства которого изменяются в результа-

те нагрева и пластической деформации при сварке.

Структура сварного шва определяется условиями охлаждения, влияю-

щими на процессы кристаллизации и на диффузионные процессы.

В зоне термического влияния сварного соединения из низкоуглероди-

стой стали различают участки неполного расплавления, перегрева, полной

перекристаллизации или нормализации, рекристаллизации (рис.1).

Рис. 1. Схема структур в околошовной сварной зоне сталей

Участок неполного расплавления является переходным от наплавленного

металла к основному и представляет узкую полоску основного металла, которая при сварке находится при температурах ниже линии ликвидуса, но

выше солидуса. В процессе сварки этот участок нагревается до температуры,

несколько превосходящей температуру плавления, и находится в твердожид-

ком состоянии, что способствует протеканию диффузии некоторых элементов между твердой и жидкой фазой переходной зоны. Переходная зона отличается по своему химическому составу, как от основного, так и наплавленного металла. Ширина участка зависит от характера источника нагрева и состава металла, она измеряется микронами до 0,1÷0,4 мм. Структура: феррито-

перлитная с окантовкой перлитных выделений ферритными прослойками.

Свойства этого участка оказывают решающее влияние на работоспособность сварной конструкции. Здесь происходит образование металлической

связи между металлом шва и свариваемой деталью. Если между зернами

имеется пленка окислов или осажденных газов, то в этом месте не произойдет прочной металлической связи и этим можно объяснить образование трещин в зоне сплавления, что объясняется внутренними напряжениями.

Участок перегрева ограничивается со стороны шва температурой участка неполного расплавления, а со стороны основного металла – температурой,

примерно 1100оС. На этом участке (1450÷1100оС) металл при сварочном нагреве претерпевает полиморфное превращение. Нагрев металла на этом участке происходит значительно выше Ас3, поэтому наблюдается перегрев и рост аустенитного зерна. В процессе остывания образуется крупнозернистая

видманштеттова структура. Кристаллы доэвтектоидного феррита ориентировано прорастают относительно кристаллической решетки аустенита через_крупное зерно перлита и имеют форму пластин. Участок перегрева характеризуется пониженной пластичностью и особенно низкой вязкостью. Ширина этого участка 1÷3 мм, чем меньше его протяженность, тем выше качество сварного соединения. Перегретый металл является слабым местом в сварном соединении.

Участок нормализации охватывает температурный интервал

1100÷900оС, что несколько выше точки Ас3. На этом участке происходит

полная перекристаллизация или нормализация с образованием мелкозернистой структуры. Длительность пребывания стали при этих температурах не-

велика, зерно аустенита не успевает вырасти. Последующая перекристаллизация приводит к получению равноосной структуры феррита и небольшого

количества перлита. Ширина этого участка в зависимости от способа и ре-

жима сварки изменяется от 1,2 до 4 мм.

Участок неполной перекристаллизации охватывает металл, подвергавшийся нагреву в интервале температур точек от Ас1 до Ас3. Для низкоуглеродистой стали этот интервал температур составляет 725÷850оС. При достижении точки Ас1 происходит эвтектоидное превращение, то есть перлит переходит в аустенит. При температуре выше Ас1 часть феррита растворяется в

аустените, а часть феррита остается нерастворенной и сохраняет первоначальный размер зерна. При последующем охлаждении растворившийся в аустените феррит будет из аустенита выделяться с образованием новых зерен.

Заканчивается вторичная кристаллизация эвтектоидным превращением оставшегося аустенита в перлит. Структура стали будет состоять из феррита

(не изменившегося при нагреве) и колоний мелких зерен феррита и перлита,

расположенных вокруг него, которые образуются при перекристаллизации.

По прочности металл этого участка занимает промежуточное положение между металлом участка полной перекристаллизации и основным металлом.

Участок рекристаллизации наблюдается в сталях, подвергавшихся до

сварки пластической деформации. На этом участке в интервале температур

450÷700оС наблюдается рост новых равноосных зерен из раздробленных при

пластической деформации зерен. Микроструктура: равноосные зерна ферри-

та и небольшое количество перлита. Если до сварки металл не подвергался

пластической деформации (например, литые сплавы), рекристаллизации не

происходит.

Участок синеломкости охватывает температурный интервал 200÷400оС,

при которой появляются синие цвета побежалости на поверхности металла.

При сварке низкоуглеродистых сталей, содержащих кислорода более 0,005%,

азота более 0,005% и водорода более 0,0005%, участок синеломкости характеризуется резким снижением вязкости. Снижение вязкости вызывается, вероятно, старением металла, когда из пересыщенного феррита выпадают тон-

кодисперсные оксиды, нитриды и карбиды железа. Они скапливаются вокруг

дефектных участков кристаллической решетки, повышая прочность и снижая

пластичность металла.

Характеристики

Список файлов лекций