Материал: Сварка и свариваемые материалы. Свариваемость материалов

методов сварки давлением с расплавлением зоны соединения, вблизи^ границы сплавления выявляется кристаллизационная прослойка промежуточного состава между основным металлом и швом или свариваемыми сталями. Их протяженность меня­ ется от способа и режима сварки, находясь в пределах 0,005— 0,6 мм.

В зависимости от сочетания свариваемых сталей или основ­ ного металла и шва строение и свойства зоны сплавления будут

прослоек структура и свойства их могут значительно ме­ няться. Так, в зоне сплавления перлитной стали с аустенитным швом участок «кристаллизационной» прослойки с содержанием Сг 3—12% и Ni 2—7% имеет структуру высоколегированного мартенсита и является хрупким.

Ширина хрупких мартенситных прослоек зависит от запаса

аустенитности металла шва и становится наибольшей при ис­ пользовании электродов типа Э-07Х20Н7 (рис. 32.4). В преде­ лах одного слоя шва она может меняться в зависимости от осо­ бенностей кристаллизации данного участка. При использовании электродов на никелевой основе (например, Э-08Н60Г7М7Т) мартенситные прослойки значительно меньше.

Учитывая, что и в пределах одного сварочного валика ши­ рина хрупких прослоек колеблется в широких пределах, целесо-

образно ее учитывать с помощью кривых распределения типа показанной на рис. 32.5.

Для каждого из вариантов имеется узкий диапазон измене­ ния ширины прослойки, охватывающий свыше 50 % обшей длины зоны сплавления. Средняя ширина прослоек в этом ин­ тервале может быть условно принята за ее значения для дан­ ного варианта.

32.2.3. Образование диффузионных прослоек в зоне сплавления

При сварке, термической обработке и высокотемпературной эксплуатации в зоне сплавления рассматриваемых соединений могут развиваться и заметно влиять на ее структуру и свойства прослойки, обусловленные диффузионным перераспределением элементов на линии раздела, разнородных материалов [4]. В наи­

В связи с недостатком экспериментальных данных о вели­ чинах активности углерода в сталях, используемых в разнород­ ных сварных соединениях, расчет ширины диффузионных про­ слоек проводится обычно путем экстраполяции имеющихся экспериментальных данных по результатам испытания образцов при высоких температурах и ограниченных выдержках на боль­ шие выдержки при температурах эксплуатаций [6]. Заметно сни­ зить миграцию углерода из низколегированной в легированную составляющую можно, используя низколегированные стали, ле­ гированные энергичными карбидообразующими элементами —

а — зависимость б(1п б) — Г; 6 — зависимость б—/ (V^t).

Сг, V, Ti, Nb и др. Так, при содержании в них более 5 % Сг ми­ грацией углерода в контакте с аустенитной сталью или швом можно пренебречь. Возможно для уменьшения интенсивности процесса миграции углерода введение промежуточных облицо­ вок на менее легированную сталь с промежуточным содержа­ нием карбидообразующих элементов. Интенсивность развития прослоек снижается с уменьшением в низколегированной стали содержания углерода. Поэтому низколегированные конструк­ ционные стали с содержанием углерода около 0,10 % более пер­ спективны к применению в разнородных соединениях, чем низ­ коуглеродистые и низколегированные машиностроительные стали с содержанием углерода 0,2—0,3 %.

32.2.4. Дефекты соединений

Наиболее вероятно ожидать появления технологических трещин в участках многослойных швов с значительным проплавлением основного металла и на границе раздела разнородных материа­ лов. Ими являются корневые и верхние слои многослойных швов, примыкающие к основному металлу, а также кристалли­