Рис. 171. Влияние ТИХ на величину относительной пластической деформации е в металле шва.

От величины ТИХ зависит сопротивляемость металла образованию кристаллизационных трещин. С увеличением ТИХ/возникновение последних более вероятно, так как при этом растет величина относительной пластической деформации, которую претерпевает

металл, находящийся в хрупком/состоянии (рис. .171). Сравнение кривых /прочности, например для сталей 10Г2 И/ШХ15 (см. рис. 1691, позволяет предположить, что сталь ШХ15 более склонна ы образованию кристаллизационных трещин, поскольку она до более низкой температуры имеет хрупкий характер разрушения. Практика полностью подтверждает это предположение.

Определяется величина ТИХ главным образом металлургическими факторами: химическим составом металла; состаьом и свойствами межкристаллических прослоек; размерами и формой кристаллитов. Наибольшее влияние на увеличение ТИХ оказывают легкоплавкие эвтектики, располагающиеся в результате ликвации по границам зерен. Такие эвтектики при кристаллизации металла затвердевают в последнюю очередь и тем самым смещают нижнюю границу ТИХ в область более низких температур. Некоторое влияние на величину ТИХ оказывает и сопротивление кристаллов сдвиговым деформациям. С увеличением сопротивления ТИХ увеличивается (см. рис. 169).

Температурный интервал перехода от хрупкого разрушения к вязкому для некоторых сталей, а также значения критических напряжений, при которых наблюдается этот переход, приведены в табл. 39.

Следует отметить, что по мнению ряда авторов в некоторых случаях горячие трещины могут образовываться и в отсутствии жидких прослоек в момент разрушения металла. Так, низкая деформационная способность металла в температурном интервале хрупкости аустенитных швов объясняется возникновением микротрещин внутри кристаллитов в результате полигонизации1 и скопления несовершенств. Такое представление не противоречит излагаемой здесь гипотезе о прочности в процессе кристаллизации при сварке.

1 Полигоннзация — образование кристаллической формы.

Таблица 39 Температурный интервал перехода от хрупкого разрушения к вязкому, °С, и критическое напряжение, кГ/см2

§ 45. МЕТОДИКА ОЦЕНКИ СКЛОННОСТИ МЕТАЛЛА ШВА К ОБРАЗОВАНИЮ ГОРЯЧИХ ТРЕЩИН

Чтобы сравнить между собой металлы, сварочные материалы и технологические процессы по степени их влияния на возникновение горячих трещин при сварке, нужно иметь какие-то критерии для оценки технологической прочности металла шва.

Наиболее правильно оценивать технологическую прочность критерием, одновременно учитывающим все три фактора, которыми она определяется:

1)величину ТИХ;

2)величину\пластической деформации, которую испытывает металл в температурном интервале хрупкости;

3)темп деформации.

В производстве же до последнего времени сопротивляемость металла шва возникновению горячих трещин оценивают различными пробами, основанными на использовании влияния какого-то одного или немногих факторов. Так, существуют проверки по изменению жесткости свариваемого образца Увеличение жесткости уменьшает формоизменение ен(Т), а следовательно, как видно из выражения (VII. 14), увеличивает деформации в шве при сварке и последующем охлаждении — enJI(T). Испытания, проводимые на образцах с различной жесткостью, позволяют лишь качественно оценить основной металл, сварочные материалы или технологический процесс по степени их влияния на образование горячих трещин. Вместе с тем эти испытания дают возможность судить о производственной пригодности для сварки тех или иных металлов, электродов, флюсов и т. д. Например, если при сварке жестких образцов трещины в металле шва не образуются, то и в более благоприятных условиях — при сварке менее жестких реальных конструкций — они возникать не будут.

Существует ряд методов, которые основаны на изменении скорости охлаждения металла шва или темпа деформации в процессе сварки. Так, скорость охлаждения увеличивают, опрыскивая водой обратную сторону свариваемого жесткого образца. Для той же цели применяют иногда предварительное охлаждение контрольных свариваемых образцов до температур от —70 до —150 и даже до —250 °С. И эти методы позволяют только качественно оценить свойства металла шва.

Научно обоснованная методика количественной оценки прочности металла шва при сварке впервые была разработана на кафедре сварки МВТУ им. Баумана. Здесь в качестве критерия, оценивающего сопротивляемость металла шва образованию горячих трещин, приняты максимальная величина и темп нарастания внутренних пластических деформаций, которые металл может выдержать в процессе сварки без разрушения.

Испытания проводят по следующей схеме. В канавку образца (рис. 172) наплавляют валик с использованием тех сварочных