Неровный В.М. Теория сварочных процессов (841334), страница 90
Текст из файла (страница 90)
Для них характерно гетерогенное зарождение на высоко- угловых границах зерен и скоплениях вакансий (кластерах). В результате возможно образование сетки выделяющейся фазы на границах зерен. При ускорении охлаждения и болыцих степенях переохлаждения вместо сзабильной 0-фазы часто образуется метастабильиая 0'-фаза, содержащая обычно меньше растворенного компонента, мера энергия упругих искажений решетки также мала. Поэтому энергетический барьер для их зарождения весьма невелик.
Зоны ГГ1 зарождакзтся гомогенно на флуктуациях концентраций. Особенностью образования зон ГП является быстрота и отсутствие инкубационного периода при их возникновении даже при комнатной н более низких температурах. Это обусловлено повышенной диффузионной подвижностью легирующих элементов. которая связана с пересыщением сплава вакансиями при закалке. Процессы выделения зон ГП, метастабильной (0З и стабильной (О) фаз характеризуются С-образными кривыми в координатах температура — время (рис.
12.30). Каждому виду фазы соответству- ет своя температура сольвуса, ниже которой происходит выдее в ление фазы (Ггп < Тв < Чв). При е Нагрев свыше Т,, приводит к перестариванию. При зтом прочностные свойства снижаются. Пластические свойства продолжают слабо снижаться, что вызвано укрупнением (коагуляцией) частиц фаз и уменьшением их числа в единице объема, Другой процесс при персстариваиии — переход метастабильных фаз в стабильные и замена ко~ ерентных границ раздела некогерентными. Старение закаленных сплавов также называют лпрмнческии (закалочным).
Существует еще разновидность старения, называемого деформационным. Деформационное старение развивается после холодно~ о деформирования при последующей выдержке прн комнатной температуре и особенно при на~реве до невысоких температур (например, для технического железа до 200 'С). Деформационное старение возможно как в слабо пересыщенных, так и равновесных сплавах типа твердых растворов внедрения, в которых не происходит закалочное старение (например, в железе с со- вательным выделением е-карбида (всроятно, геС) и цемен~ита гезС.
Повышение температуры отпуска приводит к коагуляции и сфероилизацни карбидов. При температурах, близких к Ась образуется грубая ферритокарбилная структура. При нагреве сплавов в виде смеси фаз выше температуры, при которой концентрация растворенного злемента становится меньше предела растворимости, происходит фазовое превращение, заключаюьцесся в растворении избыточной фазы. Этим превращениям подвержены сплавы с переменной ограниченной растворимостью, образуюгдис при высоких температурах ненасьпценные твердые растворы.
На температуру и интенсивность растворения оказывают влияние размеры и форма частиц избыточной фазы. Чем дисперснее частицы, чем больше радиус кривизны поверхности частиц — тем быстрее они растворяются. Плоские иглообразные частицы растворяются быстрее, чем сферические. В условиях ус- л~ировавшихся при предыдущих технологических обработках. Переход в аустеннтное состояние представляет собой фазовое превращение диффузионного типа. Зародыши аустенита образуются на межфазных поверхностях феррит — цементит, феррит — карбидная фаза, а также на границах ферритных зерен и перлитных колоний.
Поскольку на каждом участке исходной фазы возникает большое число зародышей аустенита, превращение Ее,„(С) — г Гет(С) приводит к измельчению зерна (рис. !2.39). В практике термической обработки этот процесс именуют измельчснием зерна в результате перекристаллизации. При росте зародышей зерен аустенита вместе с перестройкой ОЦК-решетки в РЦК-решетку возникает новая кристаллографическая ориентация последней: исчезают границы бывших аустеннтных зерен (пты>) и образуются новые границы прн стыковке растущих зерен. После завершения Рост зерна аустенита характерен для околошовной зоны. нагреваемой до высоких максимальных температур.
Интенсивный рост начинается после достижения некоторой критической температуры Т . По значению Т различают стали природноирз кру кр пнозернистые и природно-мелкозернистые. По данным практики термической обработки критическая температура Тагз для этих сталей составляет соответственно = 100„н в! 100 'С,согласно стандарту природную зернистость стали оценивают баллом зерна, которое формируется после восьмичасовой выдержки стали при 950 'С). Температура Та л.
зависит от состава стали, наличия примесей и метода раскисления при ее выплавке. Элементы, образующие труднорастворимые карбиды (Тц 'эг, Мо, % и др.), оксиды, сульфиды, нитриды и корунды (Оз, Б, )42, А1), а также поверхно- 1 7 ~2 У ьзР 4, = 2 ~ — ! + 2А ~ е Аг,(! 2 ! 'о (!2 50) ление части рассматриваемого участка околошовной зоны, которая тах = 5,5!68 10-~ 0,1851 (!2.51) фиксируется как зона расплавленного и не перемешанного с металлом шва основного металла. У анне где В иС -содержание серы и углерода в ст Я' а в стали, у . В результате оплавления участка околошовной зоны исчезает равнение (12.50) решают численн зсрениая структура, сформировавшаяся на этапе сварочного нагресленным методом с помощью компьютерной программы.
П и а ва. Новые границы аустенитных зерен образуются при затвердевари расчетах лля спокоиной низколе гированной стал тали значения ф, см, а та 2 иин расплавленного металла на оплавленном участке околошов- П рименительно к сварке гле о р у'леродистых и низколегированных вавшись со сталеи размер аустенитного зерна можно расс рассчитать, воспользоь соотношением металлофизики (12.48). В вместо Т по с данном случае п дставляют выражение, определяю оле для заданных источника теп с, щсе темпе ат ное Р УР еплоты и схемы свариваемого тела: стка при нагреве до температур в интервале Тс..
7д (от температуры солидуса до температуры ликвидуса). Оплавление происходит как при нагреве непосредственно источником теплоты, так и пРи кРисталлизации металла шва. При кристаллизации шва выделяющаяся теплота затвердеваиия может привести к дополнительному оплавлению околошовной зоны, если Тси„, > Тле„(Т,мк,и Тя.ом — тел»- пературы солидуса металла шва и ликвилуса основного металла). В этом случае (Т, „ш превышает Т, „„) происходит полное расплав- теплового ежима сварки, а также от обработки давлением (прокатки, ковки) характерна начальная , 'омогенизации зависит от тепловог гомоге~ х мате иалов.
Последнее связано с химическая неоднородность, связанная с волокине~ой макрострук- ~ асса п„именяемых сварочнгях ~~~~р турой и полосчатой микроструктурой. Волокнистая макрострукту-, опшшнтельным нагревом околошов ра образована строчками раздробленных и вытянутых вдоль ляюшейся при затвсрде евании шва (аналогично влиянию сварочных лавления околошовной зоны . тепень направления деформации нсметаллических вкпючений (сульфи- ате палов на степень сплавлен шовн ю зону определяется его темпов, оксидов, фосфидов).
В зоне строчек имеет место повышеннос ! влияния металла шва на околошовну с(см она выше температуры ликвидуса содержание Я, Мп, 02, Т(, Р, А!. Полосчатая микроструктура пературой солидуса У'.. высоких темпеРатУРах вызвана более высокой концентрацией углерода в осях дендритов, „ио м~~алла Тл „„, тем при более вьюоьз"х чем в зонах их срастания в исходных слитках стали.. доп чнительный нагрев околошовной зо й зоны. и переПри нагреве после завершения аустенитизации в металле око- т сравнительно тугоплавких феррито-пер ходе от сравнит мате папам время лошовной зоны внутри зерен развивается процесс гомогенизации по материалов к олее лег гкоплавким аустснитным мат Р Р ппе !100 С углеролу и другим элементам. Перераспределение элементов цропребывания окол б колошов~ой зоны при температурах выше исходит в соответствии со значениями градиента химического поается приме но в 1,5 Раза. уменьшается приме и влияет исходтенциала в разных участках зерен.
При этом вначале возможно вреВссьма сушественн нно на степень гомогенизации вл мых к пных коагуменное усиление МХН. Углерод перераспределяется из зон, обога- яние стали Наличие труднорастворимых крупных коа у- вающей диффузии в процессе гомогенизации при охлаждении, От применяемых сварочных материалов МХИ мало зависит, хотя степень оплавления околошовной зоны различна — очевилно, основным определяющим фактором перераспределения служит диффузия в твердой фазе, На участке неполной псрекристаллизации (когда Т„а„ находится в интервале неравновесных температур А'сц...4'сэ) происходит полное или частичное превращение перлитных участков в аустенит и коа~уляция (укрупнение) зерен цементита и специальных карбидов при сохранении феррита. Конечная структура после охлаждения будет характеризоваться неравномерным размером зерен и неоднородностью структурных составляющих.
Гели свариваемая сталь находилась в исходном состоянии закалки и отпуска, то в этой зоне происходит разупрочнсние, т. е. снижение прочности и твердости. При нагреве до температуры Т,„(когда она ниже неравновес хся в а стенитном состоянии, прод р олжает развиваться находящихся в аусте грева: гомогенизация, рост ряд процессов, ов, начавшихся на этапе нагрев: т свое направление. Гак, зерна и др. Некотор р ыс п оцессы изменяют сво ~ ия п имесей на границах по мере охлажд у ения силивается сегрегация прим охлаждении, окончаессом в сталях при охла з рен.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
