В аустенитных швах сталей типа 25-20 сигматизация возникает (рис. 209, а) при длительном нагреве металла в интервале температур 650—900 °С, и особенно при 800—875 °С. В этом случае возможно выпадение из аустенита мелкодисперсных карбидов и местное превращение у - а. В таких швах V, Сг.Мп, \у\ Мо, N5, Со, Бі, ІЧЬ, Си и др. ускоряют сигматизацию. Углерод препятствует этому процессу.

В аустенито-ферритных швах сталей типа 18-8 сигматизация (рис. 209, б) наблюдается при длительном нагреве в интервале температур 500—875 °С в результате перерождения б(а)-железа в а-фазу. Скорость и степень сигматизации значительно зависят от состава феррита и характера его легирования, поскольку а-фаза

Рис. 209. а-фаза в аустенитных хромоникелевых швах.

образуется непосредственно в феррите. Появлению а-фазы в аусте-нито-ферритном шее способствуют элементы-ферритизаторы, тогда как аустенизаторы, в том числе и Мп, делают швы менее склонными к сигматизации.

Состав о-фазы весьма сложен. Так, а-фаза,. образовавшаяся в стали типа 25-20 после нагрева в течение 1000 ч, содержала 51,82% Сг; 3% N¡1 1,1% 0,61% Мп и 44,67 % Ре при соотношении Ре Сг—0,86. В то же время в аустените было 25% Сг и 18% N1.

Наиболее эффективное средство борьбы с сигматизацией металла швов — это их нагрев до температуры 1000—1150 °С с выдержкой в течение 1 ч и последующим быстрым охлаждением.Тогда обеспечивается полное растворение о-фазы в аустените и дальнейшая невосприимчивость швов к воздействию опасных температур. В аустенито-ферритных швах, кроме того, целесообразно ограничить содержание ферритной составляющей (5%).

Второй вид охрупчивания металла шва — 475-г радусная хрупкость —также связан с длительным нагревом, но в интервале температур 325—525 °С, и в особенности при температуре около 475 °С В этом случае наблюдается значительное изменение механических и физических свойств металла: повышается прочность, уменьшается пластичность, и особенно ударная вязкость, падают удельное электрическое сопротивление и стойкость против корро-

зии. 475-градусная хрупкость присуща хромоникелевым сталям, имеющим двухфазную аустенито-ферритную структуру, и хромистым ферритным сталям.

Природа этого явления пока еще не вполне выяснена.В.И. Дятлов и Н. И. Коперсак предложили рассматривать 475-градусную хрупкость как своеобразный «инкубационный» период перед образованием с-фазы, в течение которого происходит внутрифазное перераспределение хрома в феррите без выделения избыточных фаз. Этот процесс приводит к искажению кристаллической решетки и внутрифаз-ному наклепу феррита, внешне проявляющемуся в резком падении ударной вязкости и увеличении микротвердости феррита. Поэтому 475-градусная хрупкость названа а-старением.

Основными мерами предупреждения 475-градусной хрупкости металла служат уменьшение содержания в нем феррита до 2—5%, необходимых для повышения стойкости металла к образованию кристаллизационных трещин и к межкристаллитной коррозии. При этом следует снижать легирование металла элементами-феррити-заторами.

Во всех случаях 475-градусную хрупкость можно устранить так же, как и сигматизацию, т. е. нагревом до температуры 1000—1150°С с последующим быстрым охлаждением.

Предупреждение образования пор при сварке аустенитных сталей. Наличие водорода в хромоникелевых сталях, обусловленное его высокой растворимостью в аустените и незначительной скоростью диффузии, становится основной причиной появления в них пор.

Чтобы предотвратить образование пор в аустенитных швах, полезно вводить в зону сварки небольшие количества кислорода, который связывает водород. Для этого к бескислородному флюсу и покрытиям основного типа, применяемым для сварки хромоникелевых сталей, добавляют ТЮ2 (если шов аустенито-ферритный) или высшие оксиды марганца, железа и др. (если шов аустенитный). В борьбе с водородной пористостью важную роль играет устранение главных источников поступления водорода в зону сварки — влаги (включая влагу воздуха), масел и других загрязнений.

§ 53. СВАРИВАЕМОСТЬ ЧУГУНОВ

Сведения о строении и свойствах чугунов. В соответствии с диаграммой состояния Ре — С (рис. 210) к чугунам условно относят сплавы железа с углеродом, содержащие более 2,14% С. В таких сплавах присутствует также некоторое количество 81, Мп, Б и Р. В специальных чугунах могут, кроме того, быть такие элементы, как Сг, N1, Си. Mg и др.

Широкое применение чугуна как конструкционного материала объясняется его относительно невысокой стоимостью и хорошими литейными свойствами, позволяющими получать отливки любой, даже очень сложной, формы (блоки цилиндров автомобильных и