даже при среднем содержании ее в металле, удовлетворяющем требованиям ГОСТа.

Рассмотрим влияние вредных примесей на наплавленный металл и пути рафинирования металла.

Сера и ее удаление из металла шва. Содержание серы в металле в количестве, превышающем допустимые

Рис. 129. Распределение серы в листе 8=34 лш из стали СтЗ при среднем ее содержании в металле [Б] =0,031%.

нормы, отрицательно сказывается на его механических свойствах, служит причиной красноломкости металла и появления в нем кристаллизационных трещин.

Сера образует с железом сульфид железа РеБ, температура плавления которого 1195 °С. Сульфид железа почти не растворяется

аа с.%

Рис. 130. Схема возникновения кристаллизационных трещин в металле шва.

в твердом железе и выделяется в нем или в виде эвтектики,или в виде отдельных включений разного вида и формы. Эвтектики могут быть двойные либо тройные, например: FeS -f Fe(7njl = 985 °С); 2FeO • Si02 + FeS; FeS + Fe + MnS (7™ = 980 °C) и др.

В процессе кристаллизации металла (рис. 130, б), протекающем в интервале температур ТЛ — 7С (ликвидус — солидус), эти сернистые эвтектики оттесняются растущими кристаллами металла шва к границам между ними и к месту стыка кристаллов в центральную часть сварочной ванны (на рис. 130, а — в затушеванную зону)

Таблица 36

Сульфиды, расположенные в ряд в зависимости от их прочности

{FeSI/fMnSj

и становятся частью так называемых межкристаллитных прослоек. К моменту окончания кристаллизации металла шва такие межкри-сталлитные прослойки могут быть еще в жидком состоянии (73 — температура затвердевания сернистых эвтектик; 7Э 7С). Тогда возникновение заметных по величине растягивающих напряжений в шве (показаны стрелками на рис. 130, а) может вызвать появление на этих участках кристаллизационных, или горячих, трещин. Одновременное наличие в металле углерода и кремния увеличивает склонность швов к кристаллизационным трещинам.

Из всего сказанного нетрудно сделать вывод, что для более полного удаления серы из металла и благоприятного распределения

оставшейся ее части в сварочную ванну нужно вводить такие элементы, которые имели бы к сере большее сродство, чем железо. Образующиеся сульфиды должны обладать высокой температурой

плавления и не создавать эвтектик. По степени возрастания прочности образующихся сульфидов их можно расположить в ряд, представленный в табл. 36.

Как видим, наибольшим сродством к сере обладают А1, Са, №, А^. Однако использование их для связывания серы неудобно, так как все они имеют более высокое сродство к кислороду и связываются им в оксиды. Из числа элементов, приведенных в табл. 36, наибольший интерес с этой точки зрения представляет Мп по таким причинам:

1)он имеет сравнительно высокое сродство к сере;

2)как правило, всегда присутствует в стали в сравнительно больших количествах;

3)образует тугоплавкий сульфид, равномерно распределяющийся по всему объему металла;

4) при концентрациях в стали более 0,5—0,6% способствует переходу серы в шлак.

Данные рис. 131, где показана зависимость состава сульфидной фазы [Ре5]/[Мп5] от концентрации марганца в малоуглеродистой стали, свидетельствуют о том, что марганец полезен главным

0.6 [Мп],.%

Рис. 131. График зависимости состава сульфидной фазы [Реё]/[Мп5] от концентрации [Мп] в стали.