Сварка. Часть II. Дефекты сварных швов и контроль качества металла. Гордиенко В.Е - 6 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СПбГАСУ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

10 11
Металл шва
Участок неполного
расплавления
Участок перегрева
Участок нормализации
Участ
о
к
рекристаллизации
Т,
о
С
1500
1400
1300
1200
1100
1000
900
800
700
600
500
400
300
200
100
Участок неполной
перекристаллизации
Рис. 1.5. Строение ЗТВ при сварке низкоуглеродистой стали
Над сечением шва показана кривая температур, а рядом – часть
диаграммы железо–цементит в том же масштабе. В зависимости от тем-
пературы нагрева в ЗТВ различают следующие участки:
перегрева;
нормализации;
неполной перекристаллизации;
рекристаллизации.
Участок перегрева. Он включает металл, нагретый до температур
выше 1100 °С, т. е. несколько ниже температуры плавления. Металл на
этом участке
в процессе нагрева претерпевает аллотропические превра-
щения (
-железа в -железо), сопровождающиеся ростом аустенитного
зерна. В тех случаях, когда перегрев сочетается с последующим быст-
рым охлаждением (закалка), металл на этом участке после сварки облада-
ет пониженной пластичностью и прочностью по сравнению с основным
металлом. Участок особенно опасен для закаливающихся сталей, поэтому
выбор рациональной технологии сварки сводится в первую очередь к обес-
печению
наименьшего ухудшения свойств на этом участке ЗТВ.
Участок нормализации (перекристаллизации). Этот участок ох-
ватывает металл, нагретый до температуры, немного превышающей тем-
пературу аллотропических превращений (900…1050 °С). Происходящий
здесь процесс перекристаллизации при нагреве и охлаждении приводит
к значительному измельчению зерен металла. Структура металла стано-
вится более мелкозернистой по сравнению с исходной. Механические
свойства
металла этого участка обычно лучше, чем основного металла.
Участок неполной перекристаллизации. Он включает металл,
нагретый до температур 700…850 °С. При этих температурах происхо-
дит частичная перекристаллизация, т. е. часть феррита остается в исход-
ном состоянии, другая – образует аустенит. При последующем охлажде-
нии и распаде аустенита образуется мелкозернистая структура, поэтому
здесь, наряду с
зернами основного металла, не изменившимися в про-
цессе сварки, присутствуют зерна, образовавшиеся при перекристалли-
зации.
Участок рекристаллизации (старения). Он наблюдается при сварке
сталей, предварительно подвергшихся пластической деформации (ковке,
прокатке). Температурный интервал участка 450…650 °С. На этом участ-
ке ЗТВ происходят сращивание (укрупнение) раздробленных при нагар-
товке зерен основного металла и некоторое
его разупрочнение по сравне-
нию с исходным состоянием. При сварке изделий из литья рекристаллиза-
ции не наблюдается. Для металлов и сплавов, склонных к старению, необ-
ходимо учитывать некоторое снижение пластичности на этом участке.
Об изменении прочностных и в определенной степени пластичес-
ких свойств в различных участках металла шва и ЗТВ можно
судить
по изменению твердости (рис. 1.6).
Повышение твердости обычно связано с повышением прочности
и снижением пластичности. Характер распределения твердости в ЗТВ
может быть различным, он определяется химическим составом стали
и режимом сварки. Обычно в сварных изделиях не допускается твердость
в зоне сварки более НВ = 300 МПа.
Таким образом, зона термического влияния неоднородна по струк-
туре
и механическим свойствам. Наиболее ослабленным является учас-
ток перегрева, а наилучшие механические свойства имеет участок нор-
мализации. В целом механические свойства ЗТВ хуже, чем у основного
металла, поэтому ее размеры необходимо ограничивать.
Чувствительность стали к изменению термического цикла сварки
зависит от содержания в ней углерода, а также элементов, повышающих
ее прокаливаемость и
склонность к перегреву.
В сварных соединениях низкоуглеродистой и большинства низко-
легированных сталей рост зерна в околошовной зоне не оказывает за-
метного влияния на свойства металла.

Страницы