СВАРОЧНЫЕ ДЕФОРМАЦИИ И НАПРЯЖЕНИЯ

Схема структурных превращений

Выше, в § 13, был приведен метод определения деформаций и напряжений, вызванных структурными превращениями при сварке легированных сталей. Как там было установлено, для возможности определения деформаций и напряжений в любой момент времени в процессе сварки и последующего остывания необходимо построить кривые изменения относительных удли­нений отдельных волокон основного материала с учетом не только температурных изменений, но и структурных превраще­ний, которые также отражаются на относительных удлинениях волокон свариваемых полос.

Для определения относительных удлинений отдельных воло­кон с учетом влияния структурных превращений необходимо прежде всего знать температуры начала и конца превращения аустенитав мартенсит и температуру, соответствующую точке Ac;i. Точка Acs и мартенситная точка Аг" (начало распада аустенита) зависят от химического состава стали, а температура конца обра­зования мартенсита — еще и от скорости охлаждения. Влияние химического состава стали на критические точки можно уста­новить, например, из графика на рис. 174, приведенного по данным Бюлера и Шейля [42], и показывающего влияние содер­жания никеля в малоуглеродистой стали. Как видно из графика, при большом содержании Ni в стали область температур, при которых происходит превращение аустенита в мартенсит, может опускаться весьма низко. При малом содержании никеля начало и конец превращений переходят в область температур, превос­ходящих 600% т. е. в область, где основной материал находится в пластическом состоянии, и таким образом является нечувстви­тельным к происходящим объемным изменениям.

Для более полного представления о структурных превраще­ниях данной марки стали могут быть использованы S-образные кривые представляющие изотермический процесс распадения аустенита. Если на S-образную кривую (рис. 175) нанести кри­вые скоростей охлаждения, то можно установить, на какие 188

структурные превращения необходимо рассчитывать. При боль­ших скоростях охлаждения неизбежно получение мартенсита, тогда как при медленном охлаждении можно избежать образо­вания закаленных зон.

Так как при сварке изменением режима можно в известной мере менять скорость охлаждения, то, используя S-образные кривые, можно выбрать такой режим, при котором можно было бы избежать превращения аустенита в мартенсит.

Однако далеко не всегда оказывается возможным выбрать такой режим сварки, при котором исключалась бы подкалка зоны, прилегающей ко шву. В этих случаях приходится либо считаться с возможностью образования мартенсита и учитывать

влияние связанных с его образованием объемных изменений на величину возникающих при сварке деформаций и напряжений, либо принимать специальные меры борьбы с образовавшимся мартенситом.

Если, так или иначе, определены критические точки свари­ваемой стали, то остается построить кривые изменения относи­тельных деформаций X в зависимости от температуры и соответ­ствующей структуры данного волокна. Здесь следует отметить, что для аустенита коэфициент относительного теплового расши­рения равен ^0,00002, тогда как для мартенсита он равен при­мерно 0,000012.