ния из титанового сплава ВТ6 (сварка под флюсом, электродная проволока ВТ6) показана на рис. 230. Здесь видны а'- и р-фазы.

Особенно опасно для сварного соединения из (а 4- (З)-сплавов образование в металле шва и в околошовной зоне наряду с метаста-бильной р-фазой метастабильной со-фазы, имеющей, как и а-фаза, гексагональную кристаллическую решетку, но с иными параметрами, со-фаза может существовать до 480—500 °С. При больших температурах она распадается с образованием значительно более стабильной а-фазы. Подавляет образование со-фазы в металле алюминий.

Образование со-фазы, протекающее бездиффузионным путем, связано с уменьшением объема сплава, и поэтому между ней и нерас-павшейся частью Р-фазы возникают значительные внутренние напряжения. Высокая твердость (до НЕ 525) и хрупкость (со-(-Р)-фаз может привести к появлению холодных трещин в шве, и особенно в околошовной зоне. Этому благоприятствует также крупнозернистое строение металла шва и околошовной зоны, поскольку в большинстве сплавов титана и в самом титане нет модификаторов, которые могли бы служить центрами кристаллизации и тормозить рост зерна.

Для борьбы с образованием трещин по указанным причинам прибегают к предварительному нагреву металла перед сваркой и к применению отпуска (чтобы обеспечить распад хрупкой со-фазы). Чтобы измельчить зерно, целесообразно модифицировать металл, например, рением (до 0,2%).

Несомненным достоинством сварных швов из большинства титановых сплавов по сравнению с другими конструкционными материалами является стойкость против образования кристаллизационных трещин, что объясняется узким интервалом кристаллизации и высокой пластичностью металла в этом интервале.

§ 58. СВАРИВАЕМОСТЬ ТУГОПЛАВКИХ И АКТИВНЫХ МЕТАЛЛОВ

Общие сведения о тугоплавких и активных металлах.

За последние годы в связи с развитием таких отраслей техники, как электроника, атомная энергетика, ракетостроение, химическое машиностроение и другие, возникла необходимость использовать конструкционные материалы, обладающие очень высокой жаропрочностью, коррозионной устойчивостью в ряде агрессивных сред и другими специальными свойствами. К числу таких материалов относятся Мо, Та, ЫЬ и Ъх, которые отличаются тугоплавкостью и особой химической активностью в нагретом состоянии. Некоторые теплофизические характеристики этих металлов и железа приведены в табл. 54.

Молибден принадлежит к мономорфным металлам с характерной объемноцентрированной кристаллической структурой. При сварке молибдена и его сплавов мало растворимые в металле кислород и углерод создают легкоплавкие эвтектики. Как и титан, молибден

Теплофизические характеристики тугоплавких, активных металлов и железа

-100

сильно окисляется при нагреве выше 500—600 °С и образует легко испаряющиеся оксиды. Ухудшенная свариваемость молибдена и его сплавов объясняется образованием кристаллизационных трещин в шве, малой пластичностью сварных соединений и пористостью металла.

Растворимость кислорода в молибдене незначительна и (по некоторым данным) при 1100 °С составляет лишь 0,0045, а при 1700 °С— 0,0065%. Если молибден нагре- тос вают на воздухе, то сначала образуется оксид Мо03, имеющий высокую упругость испарения и температуру кипения 1480 °С. Этот оксид может взаимодействовать со вторым оксидом— МоОа, образуя легкоплавкую эвтектику (температура плавления —780 °С), сосредоточенную на границах зерен и ослабляющую прочность металла. Растворимость углерода в молибдене также очень мала: при 20 °С она составляет 0,004, а при

1925 °С--- 0,02—0,03%. Поэтому карбиды молибдена Мо2С

сосредоточиваются также на границах зерен. К числу мало растворимых в молибдене элементов относятся Ы2 и В. Присутствие в металле кислорода, углерода и бора, а по некоторым сведениям и азота, может послужить причиной возникновения кристаллизационных трещин.

Из сплавов молибдена наибольшую склонность к кристаллизационным трещинам показали системы Мо—№, Мо — Ре, Мо — Со, Мо — Ве, Мо — Бь

Сварным соединениям из молибдена и сплавов на его основе свойственна потеря пластичности при насыщении металла вредными примесями — Ог, С и И2 (рис.231). Как видим, особенно резко

0 0,005 0.01 0,02 0.03

Рис. 231. Влияние содержания примеси кислорода (1), азота (2) и углерода (3) на температуру перехода литого молибдена в хрупкое состояние.