СВАРКА И СВАРИВАЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Свариваемость сталей
7.4.1. Т ребования к свойствам сварных соединений
Основными требованиями, которые предъявляются к свойствам сварных соединений, являются обеспечение их равнопрочности с основным металлом и отсутствие дефектов в металле шва и в зоне термического влияния. К сварным соединениям ответственных конструкций предъявляются дополнительные требования по ударной вязкости. Например, в соответствии с ОСТ 291—81, значения KCU сварных соединений при температуре 20 °С должны составлять не менее 0,5 МДж/м2, а при температуре ниже —20 °С — не менее 0,3 МДж/м2. Другим дополнительным показателем является
|
£ |
|
Ї? 700 | 500 |
|
£ |
|
ООО |
|
S; 5f „ IF If и» «і |
|
ночный, М |
|
п |
|
А |
Acj а |
|||||||||
|
:; |
Не |
|||||||||
|
-V. |
1 |
|||||||||
|
'ч |
. ^ |
|||||||||
|
ч |
ч |
Ч |
/ |
N |
п |
|||||
|
Ґ |
г"' |
|||||||||
|
V, |
||||||||||
|
Г |
к |
ч ч |
||||||||
|
I |
У "V |
> |
ч |
|||||||
|
М |
1 |
|
In? |
|
, ... |
||
|
'V ■" ' |
||
|
МР |
vttSZ |
|
|
м„ |
||
|
х |
Г i^LXч/7г |
|
|
- ^— |
|
тілі? п |
|
1,1 ifi 6 1Z го 60 тзоо 1,8 3 18 30 180 Длительность охлаждения? s^s |
|
800 |
|
угол загиба, значение которого должно быть не менее 100°. 7.4.2. Фазовые превращения при сварке Свойства сварных соединений в значительной степени пред- |
|
Рис. 7.1. Диаграмма анизотермического превращения аустенита (а) и структурная диаграмма (б) низко-углеродистой стали - А — аустенит; А0Ст — остаточный аусте - нит, ф0 — феррит видманштеттовый; Фи —феррит игольчатый, Фп — феррит полиэдрический; Бв—бейнит верхний; Би —бейнит иижний, Лг — перлит грубо- пластиночный; Пт — перлит тоикопласти* |
|
Мр -- мартенсит реечный. х6' тф’ тп — характеристические дли тельности охлаждения до появления в структуре соответственно бейиита, феррита, перлита |
|
■ мартенсит пластинчатый, |
определяются параметрами термического цикла сварки — скоростью нагрева (шн), длительностью пребывания выше температуры интенсивного роста зерна аустенита при нагреве х' и охлаждении х", скоростью и>8-5 и длительностью Т8-5 охлаждения в интервале температур распада аустенита, соответствующего 800—500 °С.
Для анализа кинетики фазовых превращений в сталях при сварке используют анизотропические диаграммы превращения аустенита. Одна из таких диаграмм представлена на рис. 7.1, п. На рис. 7.1,6 показана структурная диаграмма той же стали.
С помощью этих диаграмм определяют характеристические длительности охлаждения до появления в структуре отдельных структурных составляющих. Сопоставляя их значения со значениями длительности тв-5 для заданного вида сварки, определяют ожидаемый структурный состав металла в зоне термического влияния сварных соединений.
7.4.3. Типы структур в шве и зоне термического влияния
Металл шва и зоны термического влияния (ЗТВ) сварных соединений имеют, как правило, феррито-перлитную структуру, так как реализуемые при получивших распространение видах сварки значения т8-5 оказываются большими, чем величина Тф.
В отдельных участках сварного соединения структура отличается по соотношению структурных составляющих, по характеру строения и дисперсности.
Феррит представляет собой твердый раствор углерода в a-железе. В зависимости от температуры аустенитизации, а следовательно, от размера исходного зерна аустенита и условий его охлаждения возможно образование следующих разновидностей феррита. При медленном охлаждении из аустенита образуется полиэдрический феррит, а при быстром — игольчатый феррит. Крупнозернистый аустенит сталей, содержащих 0,08—0,04 % углерода, при относительно быстром охлаждении распадается с образованием видманштеттового феррита. Появление в структуре металла шва и ЗТВ видманштеттового феррита определяется относительно небольшой удельной поверхностью границ и повышенной химической однородностью крупнозернистого аустенита, что наиболее характерно для термических циклов электрошлакового процесса сварки с низким уровнем интенсивности нагрева и охлаждения и длительным пребыванием металла в интервале температур интенсивного роста зерна аустенита.
Перлит — смесь феррита с цементитом — характеризуется такими параметрами, зависящими от интенсивности охлаждения в процессе у->-a-перехода, как межпластиночное расстояние и размер колоний. Зародыши цементита появляются в обогащенных' углеродом участках у-фазы, на границах бывшего зерна аустенита, на нерастворившихся карбидных частицах. Снижение температуры образования перлита, вызванное увеличением интенсивности охлаждения, приводит к образованию собственно перлита (межпластиночное расстояние 0,5—0,7 мкм), сорбита (межпластиночное расстояние 0,3—0,4 мкм) и тро - остита (межпластиночное расстояние 0,1—0,2 мкм).
