ВУЗ:
Составители:
Рис. 11 Схема структурных превращений в околошовной зоне
На участке 1 металл, который находился в расплавленном состоянии, затвердевая, образует сварной
шов, имеющий литую структуру из столбчатых кристаллов. Грубая столбчатая дендритная структура
металла шва является неблагоприятной, так как снижает прочность и пластичность металла.
Участок неполного расплавления 2 – переходный от наплавленного металла к основному. Здесь на-
блюдается значительный рост зерен, скопление примесей, поэтому этот участок обычно является наи-
более слабым местом сварного соединения с пониженной прочностью и пластичностью.
На участке нагрева 3 (1100 … 1500 °С) металл отличается крупнозернистой (видманштедтовой)
структурой и пониженными механическими свойствами (пластичностью и ударной вязкостью). Эти
свойства тем ниже, чем крупнее зерно и шире зона перегрева.
На участке нормализации 4 (900 … 1100 °С) металл отличается мелкозернистой структурой и высо-
кими механическими свойствами.
На участке неполной перекристаллизации 5 металл нагревается до температур 725 … 900 °С. Такой
нагрев приводит к неполной перекристаллизации, в результате чего структура этого участка характери-
зуется смесью мелких перекристаллизовавшихся зерен и крупных зерен не успевших перекристаллизо-
ваться. Металл этого участка имеет более низкие механические свойства, чем металл предыдущего уча-
стка.
На участке рекристаллизации 6 металл нагревается до интервала температур (450 … 725 °С). Если
сталь перед сваркой испытала холодную деформацию (прокатку, ковку, штамповку), то на этом участке
развиваются процессы рекристаллизации, приводящие к росту зерна, огрублению структуры, и как
следствие, к разупрочнению.
Участок 7, нагреваемый в области температур 200 … 450 °С, является зоной перехода от зоны тер-
мического влияния к основному металлу. Если металл перед сваркой был отожжен, то существенных
изменений на участках 6 и 7 не происходит.
Естественно, что вследствие неоднородности структуры в зоне термического влияния механические
свойства металла также будут неоднородны. Для рассмотренного случая сварки низкоуглеродистой ста-
ли свойства металла в зоне нормализации могут быть лучше свойств основного металла, поэтому эта
зона иногда называется зоной улучшенного металла. В зоне перегрева с укрупненным зерном металл
иногда имеет несколько сниженные пластические свойства, особенно при ударной нагрузке. Для сталей,
чувствительных к термической обработке, характерным является изменение твердости металла в зоне
термического влияния. На рис. 12 для примера дана диаграмма распределения твердости зоны сварки на
стали без термической обработки по окончании процесса сварки. Повышение твердости обычно связано
с повышением хрупкости и снижением пластичности металла. В нормальных случаях в сварных изде-
лиях твердость не должна превышать
300 … 350 НВ.
1
2
3
4
5
6
7
0,8
2
%
,
∇
500
700
900
1000
1500
