Металловедение сварки и термическая обработка сварных соединений

Листать книгу

Страницы: ... ... ... ... ...

скачать книгу Металловедение сварки и термическая обработка сварных соединений

РАСЧЕТНЫЕ МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПРЕВРАЩЕНИЯДля аналитической оценки параметров, характеризующих кинетику $ -- а-превращений при непрерывном охлаждении, можно воспользоваться формулой (5
...
Необходимые данные о температурах превращения и объемах образовавшихся фаз определяются с помощью графоаналитического метода анализа температурных кривых охлаждения и дилатограмм исследуемых образцов
...
При этом, если имеется в виду ручная дуговая сварка или механизированная сварка под флюсом на ограниченной погонной энергии, для определения характеристических длительностей до появления отдельных структурных составляющих можно использовать расчетные зависимости (5
...
РАСЧЕТНЫЕ МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПРЕВРАЩЕНИЯДля аналитической оценки параметров, характеризующих кинетику $ -- а-превращений при непрерывном охлаждении, можно воспользоваться формулой (5
...
Необходимые данные о температурах превращения и объемах образовавшихся фаз определяются с помощью графоаналитического метода анализа температурных кривых охлаждения и дилатограмм исследуемых образцов
...
При этом, если имеется в виду ручная дуговая сварка или механизированная сварка под флюсом на ограниченной погонной энергии, для определения характеристических длительностей до появления отдельных структурных составляющих можно использовать расчетные зависимости (5
...
Влияние химического состава, размера зерна и состояния аустенита перед превращением и скорости охлаждения на ф при данном типе структурной реакции невелико
...
Соответствующие кривые на диаграмме смещаются при переходе от низкотемпературного к высокотемпературному участку ЗТВ в область больших длительностей ф и пониженных температур
...
Изменяются и-значения характеристических скоростей охлаждения, соответствующих началу появления в структуре избыточного феррита шф и перлита шп,Для высокотемпературного участка шф = 15 °С/с, wu = 25 °С/с, а на низкотемпературном участке феррит и перлит обнаруживаются во всем диапазоне изменения исследованных скоростей охлаждения
...
Однако при этом начинаетпроявляться влияние размера зерна на кинетику фазовых превращений аустенита, который при термическом цикле ЭШС оказывается значительно большим, чем при термическом цикле АДС
...
Так, для металла околошовного участка с ^шах = Л350 °С значения характеристических скоростей охлаждения, при которых предотвращается появление феррита, составляет
...
В третьей области с содержанием в структуре более 80 % аустенита отмечаются завершение процессов рекристаллизации и прохождение в определенной степени процессов гомогенизации
...
При увеличении температуры нагрева до 900 °С устойчивость аустенита уменьшается, появляется ферритная область превращения, область бейнитного превращения смещается в сторону больших скоростей охлаждения, повышается температура начала мартенситного превращения
...
В этом случае аустенит при всех скоростях охлаждения распадается с образованием избыточного феррита, а при снижении скорости охлаждения с 70 до 8 °С/с вместо мартенситной образуется мартенситно-бейнитная смесь структур, или бейнит
...
Характерно, что два указанных типа феррита отличаются друг от друга по содержанию легирующих элементов, так как при охлаждении из МКИ они не могут перераспределяться между «новым» ферритом и мартенситом [50]
...
В околошовном участке ЗТВ при снижении дан со 120 до 6 сС/с повышается устойчивость аустенита в области образования бейнита и мартенсита, снижаются температуры начала выделения доэвтектоидного феррита и бейнитного превращения
...
При длительности охлаждения *8оо-5оо *ф (характеристическая длительность до появления в структуре феррита) обособляется область образования видманштеттового феррита
...
Причем степень проявления этих различий в кинетике фазовых превращений возрастает с увеличением содержания карбидообразующих элементов в составе стали
...
ВЛИЯНИЕ ИЗОТЕРМИЧЕСКОЙ ВЫДЕРЖКИ НА СТАДИИ ОХЛАЖДЕНИЯ ТЕРМИЧЕСКОГО ЦИКЛА СВАРКИСовременное термическое оборудование позволяет осуществлять локальный нагрев сварных соединений с автоматическим контролем параметров процесса сварки и термообработки
...
Дальнейшее охлаждение отдельных серий образцов осуществляли по различным режимам с тем, чтобы в соответствии с диаграммой фазовых превращений обеспечить распад аустенита преимущественно в ферритной, перлитной, бейнитной и мартенситной областях (рис
...
Наряду с параметрами %' и £тах, которые влияют на кинетику превращения через изменение размера зерна аустенита и степени его гомогенизации, следует учитывать также и параметр5
...
ВЛИЯНИЕ ИСХОДНОГО СОСТОЯНИЯ СТАЛИПри изучении влияния исходного состояния стали на процессы структурообразования при сварке следует иметь в виду, что в связи с ограниченной прокаливаемостью при закалке в крупных сечениях не удается обеспечить полностью мартенситную структуру
...
Поэтому представляют интерес исследования в сопоставимых условиях особенности процессов у сс-превращения в сталях, имеющих структуру сорбитообразной ферритно-карбидной смеси (в состоянии термоупрочнения) и структуры бейнита и мартенсита, полученной при закалке толстолистовой стали в промышленных условиях
...
Структурная диаграмма (а) и распределение твердости (б) в участке неполной перекристаллизации при сварке стали 16ГФР в термоупрочненном (-) и закаленном (---) состоянияхначало образования структуры феррита сдвигается к большим скоростям охлаждения и повышенным температурам по сравнению с термоупрочненной сталью
...
Структурная диаграмма (а) и распределение твердости (б) в участке неполной перекристаллизации при сварке стали 16ГФР в термоупрочненном (-) и закаленном (---) состоянияхначало образования структуры феррита сдвигается к большим скоростям охлаждения и повышенным температурам по сравнению с термоупрочненной сталью
...
ВЛИЯНИЕ ТЕРМОЦИКЛИРОВАНИЯ НА СТАДИИ ОХЛАЖДЕНИЯ ТЕРМИЧЕСКОГО ЦИКЛА СВАРКИОдним из эффективных средств воздействия на процессы структурообразования является термоциклическая обработка
...
Между тем термоциклическая обработка, совмещенная с процессом сварки, позволяет достигнуть положительного результата непосредственно в процессе сварки
...
Для практической реализации такого подхода наиболее благоприятны виды сварки с повышенным тепловложе-нием, когда в свгрном соединении аккумулируется значительное количество теплоты, как, например, при ЭШС
...
В этом случае реализацию совмещенного со сварным процессом термоциклиро-вания можно обеспечить посредством периодического сопутствующего охлаждения в сочетании с автоподогревом, т
...
Поэтому для управления процессами структурообразования при сварке и термообработке необходимо знать закономерности влияния химических элементов на процессы структурообразования
...
Макрохимическая неоднородность предопределяется наличием вторых фаз — карбидов, неметаллических включений в структуре металла шва, ЗТВ и основного металла
...
Легирующие элементы в составе стали по-разному взаимодействуют с основными ее компонентами — железом и углеродом, что предопределяет различия в их влиянии на процессы, протекающие в металле при нагреве и охлаждении
...
С одной стороны, легирующие элементы, расположенные в периодической системе элементов левее железа, способны либо 104непосредственно образовывать с углеродом карбид, либо заменять часть атомов железа в его карбиде
...
С другой стороны, леги-_ я феррит и изменяя энергетические условия взаимодействия с решеткой внедренных атомов углерода, легирующие элементы влияют на кинетику полиморфных превращений
...
Активность химических элементов как карбидообразователей тем сильнее и тем больше устойчивость образовавшихся карбидов, чем менее достроена ^-электронная полоса у атома
...
Карбиды группы II, как фазы внедрения, имеющие простую кристаллическую решетку и кристаллизующиеся обычно со значительным дефицитом по углероду, термостойки и даже при высоких температурах могут не перейти в твердый раствор
...
При Ме/С меньше критического значения избыток углерода будет образовывать цементит, при Ме/С больше критического избыток легирующего элемента будет растворяться, изменяя его свойства, как правило повышая прочность и снижая ударную вязкость
...
КИНЕТИКА ОБРАЗОВАНИЯ АУСТЕНИТАКинетика образования аустенита при нагреве по сварочным термическим циклам исследована с помощью дилатомера типа ИМЕТ-ДБ
...
Как видно, для всех исследованных сталей отмечаются закономерное повышение критических температур и расширение межкритическото интервала при увеличении интенсивности нагрева
...
Наиболее значительное расширение температурного интервала процесса а—у-превращения характерно для стали 15МФ, легированной химическими элементами, образующими устойчивые карбиды
...
Отмеченное объясняется как повышением температурного порога растворения карбидов, так и существенным понижением диффузионной подвижности углерода в присутствии молибдена и ванадия
...
ГОМОГЕНИЗАЦИЯ АУСТЕНИТАПроцесс взаимодействия карбидной фазы с аустенитом в условиях нагрева сталей по термическим циклам сварки был исследован с применением как косвенного (измерение микротвердости), так и прямых методов (фазовый карбидный, электронно-микроскопический и рентгеноспектральный анализы)
...
Образцы размером 10x10x75 мм подвергали нагреву с помощью генератора ТВЧ До начала плавления металла на торцовой поверхности, после чего их закаливали в воду и замеряли микротвердость в исследуемых участках ЗТВ
...
Прыгаевым данные позволяют отметить следующие особенности процессов образования аустенита и его гомогенизации при сварочном нагреве:с повышением скорости нагрева температурная область образования аустенита расширяется и смещается в область высоких 108температур
...
Данная тенденция зависит от химического состава стали, и она выражена тем значительнее, чем более стойкие карбиды образуют легирующие элементы, имеющиеся в составе стали;состояние аустенита основных участков ЗТВ существенно различно
...
Ярко выраженная химическая неоднородность участка неполной перекристаллизации и характерное присутствие в его структуре большого количества нерастворившихся карбидов сменяется повышением степени однородности аустенита при переходе к высокотемпературному околошовному участку ЗТВ
...
Причем, чем выше стойкость карбидов к растворению при нагреве, тем в более высокотемпературную область сдвигаются критические точки А(\ и Ас3 и до более высоких температур сохраняется неоднородность аустенита по содержанию углерода
...
Как видно, характерными являются два обстоятельства, связанные с различной степенью гомогенизации аустенита, достигаемой при воздействии на сталь двух различающихся по скорости нагрева термических циклов
...
Первое — при переходе от термического цикла АДС к термическому циклу ЭШС в межкритическом интервале температур твердость металла при совпадающих 1^ в цикле ЭШС оказывается выше, чем в цикле АДС
...
Влияние скорости и температуры нагрева на концентрацию гКш о легирующих элементов в карбидном осадке образцов стали ЮГ2ФР при термических циклах АДС (/) н ЭШС (2) (О
...
В соответствии с уравнением Холла—Петча приращение предела текучести стали вследствие реализации зернограничного механизма упрочнения оценивается параметромДогз = Куа7ф'2,(6
...
В соответствии с уравнением Холла—Петча приращение предела текучести стали вследствие реализации зернограничного механизма упрочнения оценивается параметромДогз = Куа7ф'2,(6
...
В сопоставимых условиях воздействия двух термических циклов, различающихся параметрами нагрева и охлаждения, проявляется склонность зерен сталей к росту, что предопределяется их химическим составом
...
Рубенчика, церий вытесняет примеси с границ зерен и связывает их в труднорастворимые субмикроскопические выделения СеБ, которые, оседая на поверхности границ зерен, сдерживают их рост
...
Рост отношения Л^л/Д^тах, характе-ризующего тенденцию к незавершенности процесса роста зерна аустенита на стадии нагрева, зависит от химического состава стали и термического цикла сварки
...
ВЛИЯНИЕ ЛЕГИРУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ НА КИНЕТИКУ РАСПАДА АУСТЕНИТАНаиболее распространенными легирующими элементами при производстве низколегированных сталей являются Si, Мп, Сг, Мо
...
АНАЛИЗ ПРЕВРАЩЕНИЙ АУСТЕНИТА С ПРИМЕНЕНИЕМ ПЕРСОНАЛЬНЫХ ЭВМДля исследования кинетики фазовых превращений к настоящему времени предложен ряд методов: дилатометрический, термический, металлографический и др
...
При совпадении химических элементов в указанных пределах на дисплей выводятся наряду с конкретным составом стали данные по характеристическим длительностям чтф, тп, гб и сама ТКД (рис
...
Если же в базе данных нет ТКД для стали состава, входящего в поле допуска элементов искомой стали, то построение ТКД на дисплее осуществляется методами экстра-или интерполяции
...
Термины и определения основных понятий» дано следующее определение: «Свариваемость — свойство металла или сочетания металлов образовывать при установленной технологии сварки соединение, отвечающее требованиям, обусловленным конструкцией или эксплуатацией изделия»
...
Свариваемость рассматривается как степень соответствия свойств сварных соединений одноименным свойствам основного металла или нормативным значениям свойств
...
Поскольку число показателей, характеризующих свойства основного металла, велико, свариваемость является комплексной технологической характеристикой, включающей следующие показатели [65 ]:чувствительность металла к окислению при сварке и влиянию примесей внедрения (для химически активных металлов);реакция металла на термодеформационный цикл сварки;сопротивляемость образованию горячих трещин;сопротивляемость замедленному разрушению при сварке (холодные трещины);чувствительность к порообразованию (преимущественно для алюминиевых сплавов);соответствие свойств сварного соединения заданным эксплуатационным
...
Наиболее часто применяют зависимости, полученные на основе регрессионного анализа и использования других методов математической обработки экспериментальных данных
...
Полигонизационные трещины появляются после завершения первичной кристаллизации вследствие возникновения в структуре вторичных полигонизацион-ных границ [78]
...
Прохорова и его сотрудников, технологическая прочность в процессе кристаллизации определяется температурным интервалом хрупкости металла (ТИХ), его пластичностью б и темпом деформации в ТИХ а
...
Машинные основаны на высокотемпературной деформации металла при сварке до образования трещин под действием внешних сил, а технологические — на выявлении трещин, образовавшихся под действием внутренних сил от усадки шва и формоизменения элементов
...
ИН — сварка неплавящимся электродом в инертных газах; ИНп —сварка неплавящимся электродом с присадочной проволокой; УП — сварка плавящимся электродом в углекислом газе; ИП — сварка плавящимся электродом в инертных газах; ЛС — лазерная сварка; РДС — ручная дуговая сварка
...
Испытания проводят в следующей последовательности: определяют температуру максимального нагрева /тах, измеряют среднюю скорость укорочения образца Ах на этапе охлаждения от гтах до 2/з *тах, определяют критическую скорость машинного растяжения Ам
...
Поэтому для предотвращения образования горячих трещин следует применять сварочную проволоку с пониженным содержанием серы (менее 0,015 %), ограничивать долю участия основного металла в образовании сварного шва
...
В ряде случаев, например при сварке сталей с повышенным содержанием никеля, можно рекомендовать технологию сварки с сопутствующим охлаждением для сокращения длительности пребывания металла шва и ЗТВ в ТИХ
...
При образовании холодных трещин определяющими являются три фактора: закалочные структуры, повышенный уровень напряжений первого рода и насыщенность металла водородом [42]
...
Мусияченко, холодные трещины зарождаются по границам действительного зерна аустенита в результате высокотемпературной пластической деформации, при которой увеличивается плотность подвижных дислокаций и возрастает упругая энергия искажений структуры
...
ГОСТ 26388—84 предусматривает применение машинных либо технологических методов выбора рациональных режимов сварки углеродистых и легированных сталей — основного металла в ЗТВ и металла шва
...
Машинный метод основан на доведении металла сварного соединения до образования холодных трещин при внешней постоянно действующей нагрузке после сварки в процессе охлаждения в интервале 150—100 °С
...
ХРУПКОЕ РАЗРУШЕНИЕС увеличением толщины металла возрастает структурно-механическая неоднородность материала, повышается вероятность появления дефектов
...
При этом также увеличиваются напряжения по толщине металла и создаются условия для перехода от плоского напряженного состояния к плоскодеформированному
...
Статистический анализ причин разрушения крупногабаритных толстостенных сосудов, работающих под давлением, свидетельствует о том, что более чем в 80 % случаев разрушение происходит в результате образования и роста трещин в сварных соединениях
...
Межзеренное хрупкое разрушение является следствием адсорбционного обогащения вредными примесями и, как следствие, снижения в десятки раз поверхностной энергии межзеренного сцепления
...
Энергию маятника копра подбирали такой, чтобы обеспечить зарождение трещины и ее распространение на часть сечения,предотвратив полное разрушение образца
...
Траекторию движения трещины на этапе зарождения в среднем продольном сечении образца исследовали на микрошлифах с помощью микроскопа типа Metaval в металле околошовного участка ЗТВ сварных соединений низколегированных сталей [73]
...
Отмеченное обстоятельство противодействует тенденции к снижению ударной вязкости металла в результате увеличения размера верна при сварочном нагреве с возрастанием длительности пребывания фс, если е8оо-боо tn и тем более меньше г„
...
В рассматриваемом интервале изменения %,„_,;„„ превращение аустенита сопровождается образованием преимущественно реечного мартенсита и нижнего бейнита
...
Вместе g тем наблюдаются протяженные области шлифа, слабо травящиеся в спиртовом растворе азотной кислоты, которые соответствуют крупным кристаллам игольчатого феррита
...
Границы этих кристаллов, а также развитая субструктура бывших пакетов реек мартенсита и бейнита обусловливают торможение и существенное уменьшение скачка хрупкой трещины при ее распространении
...
Для фасеток транскристаллитного скола характерен ручьистый узор, образовавшийся при слиянии в единую поверхность раздела микротрещин, развившихся в параллельных плоскостях
...
По данным рентгеноспектрального исследования с помощью микроанализатора Superprobe — 733 инициаторами крупных пор диаметром 3—5 мкм являются сульфиды железа и марганца
...
Для реализации такой структуры необходимо, чтобы длительность охлаждения металла в процессе сварки т800_Б00 была меньше уровня характеристической длительности тп, определенного экспериментально или по формуле (5
...
В этой связи большое значение приобретают показатели, характеризующие способность материала препятствовать стабильному и нестабильному распространению трещин
...
В соответствии с положениями механики разрушения, развитыми на основе идей Гриффитса — Ирвина, сопротивление хрупкому разрушению характеризуется коэффициентом интенсивности напряжений /Сі, значение которого в зависимости от уровня номинальных напряжений о и длины трещины / в бесконечной пластине определяется по формулеКг = а-/їй
...
Раскрытие трещины рассматривается как характеристика вязкости разрушения, когда для данного материала в заданных условиях испытания оно достигает критической величины, т
...
Поэтому в последние годы активно ведутся исследования, цель которых —• установить корреляционные зависимости между стандартными характеристиками ударной вязкости и критериями механики разрушения
...
Успешное решение поставленных задач позволит, с одной стороны, уточнить требования к нормативным значениям ударной вязкости, а с другой, разработать относительно простые методы расчета конструкций на трещиностойкость
...
На основе анализа подобного рода кривых было предложено выявлять склонность металла к проявлению отпускной хрупкости посредством ступенчатого охлаждения
...
Причем степень отрицательного влияния на сопротивление металла отпускной хрупкости вредных примесных элементов в околошовном участке ЗТВ выше, чем в основном металле, из-за укрупнения зерна аустенита и резкого уменьшения вследствие этого удельной поверхности границ зерен
...
С увеличением содержания примесных элементов различие в чувствительности металла околошовного участка ЗТВ сварных соединений сталей с различным количеством хрома к охрупчиванию в условиях ползучести нивелируется (рис
...
ВОДОРОДОУСТОЙЧИВОСТЬВ последние годы в связи с необходимостью решения проблемы глубокого крекинга тяжелых нефтяных дистиллятов и ужесточением требований к содержанию 802 в продуктах сгорания нефтепродуктов широкое развитие получило производство соответствующего технологического оборудования из теплоустойчивых сталей
...
С увеличением температуры последующего отпуска количество карбидных включений типа (Сг, Ре),Сз возрастает, при этом повышается стойкость металла к водородной коррозии
...
Как видно из рисунка, наименьшей сопротивляемостью водородной хрупкости характеризуется металл в закаленном состоянии, не прошедший последующий отпуск
...
С Увеличением температуры аустенитизации степень водородного охрупчивания металла возрастает, однако, если скорость охлаждения соответствует 20 °С/мин и выполняется последующий отпуск, то воздействие водорода на металл при 400— 500 °С не приводит к снижению пластичности независимо от температуры его предварительной аустенитизации
...
СЛОИСТЫЕ ТРЕЩИНЫВоздействие термического цикла сварки на металл может сопровождаться образованием слоистых (лямажярннх) трещин в процессе остывания (при температуре ниже 200 "С) в сварных соединениях угловых швов, например в металле толстостенного корпуса аппарата в области его соединения со штуцером
...
При выдержке, принятой в процессе термической обработки, дисперсионное твердение низко-и среднелегированных сталей проявляется в температурном интервале 500—700 °С, в котором и отмечается появление ТТО, что вызвано в первую очередь образованием карбидов молибдена и ванадия
...
РАЗУПРОЧНЕНИЕОдним из важнейших показателей свариваемости термически упрочненных сталей является склонность к разупрочнению под воздействием термического цикла сварки
...
Явление разупрочнения закономерно для сталей с нестабильной структурой, потому что структура термоупрочненной стали обладает большим запасом свободной энергии, чем равновесная ферритно-карбидная 144Рис
...
Распределение твердости в ЗТВ сварных соединений сталей перлитного (/), бейнитного (2) и мартенситного (3) классовсмесь, образующаяся в условиях сварочногочзагрева и охлаждения в ЗТВ сварных соединений при общепринятой технологии сварки
...
Исследования, описанные в работе [73], свидетельствуют о значительной разупрочняемости термоупрочненных старей перлитного класса при сварке по общепринятой для нормализованных и горячекатаных сталей технологии
...
Отмеченное обстоятельство связано в воздействием отдельных легирующих элементов на решетку железа, искажение которой сопровождается повышением твердости и прочности металла
...
В ряде случаев наличие участка подкалки может явиться причиной снижения конструктивной прочности сварных сосудов, работающих под давлением^, и появления холодных трещин
...
Оно связано с процессами дифференциации ферритно-карбидной смеси, коагуляции карбидов по границам ферритных зерен и в бейните, уменьшением плотности дислокаций
...
Устойчивость аустенита повышается с увеличением tmax, поэтому для стали 1 в интервале температур а—б, а для сталей 2 и 3 в интервале температур б—в отмечается повышение твердости металла
...
Причем для сталей 2 и 3, характеризующихся большей устойчивостью аустенита по сравнению со сталью /, в интервале температур а—в появляется участок подкалки
...
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ТЕХНОЛОГИИ СВАРКИ С ПРИМЕНЕНИЕМ ПЕРСОНАЛЬНЫХ ЭВМОпределение оптимальных параметров сварки и термообработки современных конструкционных сталей является сложной задачей, в настоящее время она решается главным образом наоснове экспериментального подхода, что связано в большой трудоемкостью 1 и Длительностью процесса исследования и существенно ограничивает число возможных вариантов рационального построения технологических процессов производства сварных конструкций
...
Между тем научная база, созданная к настоящему времени трудами отечественных и зарубежных исследователей в области математического моделирования сварочных процессов, и уровёць развития микропроцессорной техники позволяют решать эти задачи аналитически
...
Для расчетного определения влияния параметров технологии сварки и термообработки на свойства сварных соединений и долговечность сварных конструкций с учетом изменений свойств в процессе эксплуатации в МИНГ им
...
При этом под различиями в условиях охлаждения подразумевают как различную скорость охлаждения, так и ступенчатое охлаждение с задержкой снижения температуры на определенное время и дальнейшее регламентированное или нерегламентиро-ванное по скорости охлаждение
...
Термическая обработка влияет-на изменение фазового состояния и микроструктуры стали, на повышение микро- и макронапряжений;на повышение прочности и вязкости стали, на снижение уровня остаточных сварочных напряжений
...
Эта фаза является срав-Виды термической обработкиИзменение фазового состоянияИзменение микроструктурыУпрочнениеПовышение микро- и макронапряжений?=■(и гаПовышение вязкостиСнижение напряженииРис
...
Устойчивости этой фазы к распаду и переходу в другие фазы при охлаждении способствует легирование углеродом, марганцем, никелем, хромом, азотом и другими элементами
...
Поэтому стали, сохраняющие аустенитное состояние после охлаждения до нормальной и более низкой температуры, содержат большое количество никеля или марганца или обоих элементов вместе и часто легируются азотом
...
Это связано с тем, что при таком легировании и при таком кристаллическом строении аустенит имеет повышенный электрохимический потенциал, что предопределяет повышение его стойкости к электрохимической коррозии
...
Низко- и среднелегированные ферритные стали не кислотостойки, кислотостойки только ферритные стали с большим содержанием хрома за счет наличия на их поверхности пассивной пленки окислов хрома
...
Для процессов, происходящих при термической обработке, наличие карбидов в стали имеет большое значение, так как одним из условий нагрева при упрочняющей (см
...
Она представляет собой пересыщенный раствор углерода в а-железе, образуется по особому механизму и обладаег высокими прочностью и твердостью (тем выше, чем больше содержитсяв мартенсите углерода) и низкими пластичностью и ударной вязкостью
...
Изменение структуры, состоящее в изменении размеров и состояния фазовых составляющих, определяет изменения в движении и торможении дислокаций и тем самым сопротивление деформации и предельную величину деформации при нагруже-нии стали
...
Поскольку это приращение объема происходит во всех элементарных ячейках кристаллической решетки железа, между этими ячейками возникают высокие микронапряжения, которые, суммируясь по зонам, вызывают образование высоких зональных напряжений
...
При образовании из аустенита в процессе охлаждения равновесных фаз (феррит и карбиды) также происходит увеличение объема, однако меньше (1 %), чем при образовании мартенсита, так как в этом случае отсутствует распирающее решетку действие пересыщающих «-твердый раствор атомов углерода
...
Изменение прочности стали при старении (¿4 8 ?2 Ув основном для жаропрочных аустенитных, низкоуглеродистых высоколегированных мартенситно-стареющих и низкоуглеродистых низколегированных конструкционных сталей
...
Для создания дисперсной фазы, которая может представлять собой карбиды, интерметалл иды и карбонитриды, в аустенитные жаропрочные стали вводят ванадий, ниобий, титан, молибден, алюминий; в конструкционные низколегированные стали — ванадий, алюминий, азот; в высоколегированные мартенситно-стареющие — молибден, титан, никель, кобальт
...
Старение также является завершающей термической обработкой после закалки, обусловливающей растворение крупных частиц второй фазы, для последующего ее выделения при старении в дисперсном виде
...
При этом обеспечиваются перекристаллизация и измельчение зерна перегретой стали (например, при горячей пластической деформации), получение равновесного зерна у нагартованной стали (после холодной пластической деформации), некоторая гомогенизация и измельчение зерна металла отливок
...
Нормализация применяется как операция термической обработки заготовок перед их механической обработкой, как подготовительная операция перед закалкой с отпуском для обеспечения равномерности свойств после этих операций
...
Отпуск путем теплового воздействия и увеличения подвижности атомов, образующих кристаллическую решетку железа или растворенных в ней атомов легирующих элементов, способствует переходу системы в более равновесное и однородное состояние, снижению уровня свободной энергии и соответственно снижению микронапряжений, локализующихся на уровне ячеек кристаллической решетки и зерен
...
Образование пересыщенных твердых растворов, каким прежде всего является мартенсит закалки, связано с наличием больших искажений пересыщающими атомами углерода элементарной ячейки а-железа
...
Отпуск, даже низкий, способствует началу распада перенасыщенного раствора (мартенсита), предвыделе-нию и выделению из него атомов углерода, уменьшению искажений решетки и снижению микронапряжений
...
Особенно важно то, что А - Aï-превращение идет при температуре, при которой металл теряет пластичность, свойственную ему при повышенной температуре (например, для нелегированной стали при температуре не выше 450 °С), и происходящие изменения объема вызывают в основном упругие деформации, при затруднении возникновения которых появляются упругие напряжения
...
Однако благодаря тому, что в самом наружном слое распределение температуры будет неравномерным, этот градиент температуры и, соответственно, объемов приведет к образованию в остывшем, упругом наружном слое временных напряжений (рис
...
Такое распределение остаточных напряжений характерно для низкоуглеродистых нелегированных сталей, у которых структурные превращения А - (Ф + П) или, тем более, А - М не вызывают заметных изменений объема
...
Схема возникновения временных и остаточных напряжений при сварке:I сварочный шов; 2 — ЗТВ; 3 свариваемая сталькалки эти напряжения характеризуются эпюрой на рис
...
Склонность к образованию трещин в этот период нагрева может усугубляться изменением свойств стали при указанном нагреве в связи с проявлением охрупчивающего апияния дисперсных выделений, если они при этом образуются
...
Эти напряжения в изделии по величине могут быть больше, чем напряжения, возникающие после закалки, поскольку нет процессов структурных превращений, уменьшающих тепловые напряжения
...
Для снижения уровня напряжений, возникающих при охлаждении после отпуска, надо уменьшать скорость охлаждения, а следовательно, и градиенг температур между наружными и внутренними слоями
...
Однако надо учитывать тот факт, что у некоторых сталей, склонных к дисперсионному упрочнению в интервале 650—300 °С или к отпускной хрупкости, замедленное охлаждение может вызвать неблагоприятное изменение свойств
...
Поскольку сварке, как правило, подвергают низкоуглеродистые стали, решающее значение для возникновения остаточных напряжений имеют тепловые изменения объемов, а структурные изменения играют второстепенную роль
...
Исходя из рассмотренной схемы возникновения остаточных напряжений в сварном соединении, остаточные напряжения по высоте однопроходного шва будут соответствовать эпюре на рис
...
На нагруженной конструкции, суммируясь с напряжением внешних сил, остаточные напряжения способствуют появлению непредусмотренной деформации, а также разрушению
...
Термическими способами являются предварительный подогрев перед сваркой или сопугствующий сварке нагрев свариваемых изделий (локальный или общий) и высокий отпуск
...
Подогрев свариваемых изделий уменьшает градиент температур между различными зонами сварного соединения и уменьшает разницу температурных объемных изменений в металле
...
Зависимость температуры отпуска конструкционной стали, обеспечивающей предел текучести 3600 МПа, от исходного предела текучести отпри более высокой температуре с образованием более равновесных структур
...
Как известно, при холодной деформации происходит существенное изменение свойств сталей — значительно повышаются характеристики прочности, снижаются характеристики пластичности и ударная вязкость
...
Рекристаллизационный нагрев, приводящий к росту новых зерен, способствуег прорастанию зерна через стык и тем самым повышает свойства сварного соединения
...
При низкотемпературной термомеханической обработке (НТМО) деформация производится при температуре ниже температуры рекристаллизации, потом следуют закалка и отпуск (или старение)
...
При последующем ^охлаждении повышается прочность металла шва и в определенной степени наследуется повышенная плотность дислокаций, созданная в процессе деформации
...
С локальным нагревом при термической обрабогке сварных соединений связаны два основных обстоятельства:Во-первых, при термической обработке, как и при сварке, локальный нагрев вызываег возникновение остаточных напряжений, уравновешивающихся между нагревавшимися и ненагре-вавшимися зонами
...
Если учесть, что продолжительность пребывания металла при высокой температуре в ЗТВ невелика, то рассмотренные выше процессы изменения фазового состояния аустенитных сталей при сварке сдвинугся в сторону более высоких температур
...
Такой нагрев одновременно с выделением карбидов из аустенита приводит к развитию диффузионных процессов внутри аустенитных зерен и к обогащению хромом приграничных участков зерна, откуда хром перешел в карбиды
...
Как известно, причиной понижения стойкости к коррозионному растрескиванию изделий из аустенигных и неаустенигных сталей, работающих в коррозионно-активных средах при статических нагрузках ниже предела текучести, является сегрегация атомов водорода
...
В зоне сварного соединения, нагревающейся до 700 °С, процессы карбидообразования также будут протекать достаточно активно и скажутся на изменении свойств, поэтому для этой зоны закалка также будет полезна
...
При недостаточной стабильности аустенита в стали, определяемой ее составом, глубокое охлаждение можег привести к распаду аустенита с образованием мартенсита и снижением вязкости
...
Для повышения устойчивости аустенита в этих участках и, соответственно, повышения (восстановления) их хладостойкое™ сле-дуег проводить закалку на аустенит, при которой выделившиеся карбиды растворяются
...
По-видимому, это связано о высокой температурой нагрева околошовной зоны, в результате нагрева сталь подвергалась аустенитизации и приобрела высокую вязкость
...

Соединение труб из разнородных металлов
Сварка модулированным током
Современные средства защиты сварщиков
Металловедение сварки и термическая обработка сварных соединений
Технология и оборудование контактной сварки. Учебное пособие для машиностроительных и политехнических втузов
Контактные металлургические процессы при пайке
Диффузионная сварка разнородных материалов: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений

"Сварка-ЛИБ" - Техническая библиотека сварщика | Сварка, термообработка, материалы, металлы и сплавы

admin

Металловедение сварки и термическая обработка сварных соединений