4.2. Оборудование и материалы

1) Образцы 10 × 60 × 160 мм из стали ЗЗХЗНВФМА.

2) Сварочная проволока Св-08Г2С Ø 1,6 мм.

3)Пост для ручной полуавтоматической сварки в среде СО₂.

4) Твердомер ТК-2.

5) Реактив для травления (15 % водный раствор азотной кислоты).

6)Цифровой фотоаппарат

7) Металлографический микроскоп МИМ-7

4.3. Порядок проведения работы

1) Наплавить валик на образец согласно схеме на рис. 4.4 и параметрам режима, указан­ным в таблице 4.1. Второй проход проделывать без перерыва.

Таблица 4.1

Режимы наплавки образцов

№ опыта	Количество проходов	Длина валика	Параметры режима
			Ток, А	Напряжение, В	Скорость сварки, см/с
1 2 3	1 2 2	60 мм 60 мм 120 мм	200÷ 220	22-25 22-25 24-26	0,6 0,6 0,6

2) Приготовить поперечные макрошлифы образцов.

3) Построить графики распределения твердости в ЗТВ, по образцу, представленному на рис. 1.3.

4)Изготовить микрошлифы образцов. Сфотографировать микроструктуру ЗТВ для всех образцов.

4.4. Содержание отчета

1) Цель работы.

2) Методика проведения.

3) Графики распределения твердости.

4) Фотографии микроструктуры ЗТВ

5) Выводы, включая оценку возможности управления микроструктурой при сварке среднелегированных сталей без предварительного подогрева.

4.5. Контрольные вопросы

1) Указать область применения среднелегированных сталей.

2) Чем дости­гаются высокие механические свойства среднелегированных сталей ?

3) Какой термообработке подвергаются среднелегированные стали, предназначенные для изготовления сварных конструкций?

4) Укажите трудности сварки среднелегированных сталей?

5) Почему при сварке среднелегированных сталей неэффективен предварительный подогрев ?

6) Укажите технологические приемы, применяемые при сварке без предварительного подогрева.

7) Чему равна критическая температура, ниже которой нельзя охлаждать металл ЗТВ при многопроходной сварке без предварительного подогрева?

Лабораторная работа № 5

5. Исследование диффузионных прослоек при сварке разнородных сталей

Цель работы. Ознакомление с особенностями формирования микроструктуры при сварке перлитных сталей с аустенитными

5.1. Сведения из теории

Одним из путей экономии высоколегированных сталей является изготовление установок, машин и механизмов комбинированными. Такое изготовление вполне возможно, так как во многих случаях, в условиях требующих специальных сталей, работает не вся конструкция, а лишь отдельные ее узлы и детали. Остальная часть конструкции находится в обычных условиях и может быть изготовлена из среднелегированной, низколегированной и даже обычной углеродистой стали.

Одной из особенностей сварки разнородных сталей является образование в зоне сплавления переходных прослоек, обусловленное диффузионным перераспределением легирующих элементов. Они могут возникать и развиваться в процессе сварки, термообработки и эксплуатации сварных соединений при высоких температурах. Наличие диффузионных прослоек является одной из причин снижения свойств сварных соединений разнородных сталей.

Наибольшее влияние на формирование диффузионных прослоек оказывает углерод, диффузионная подвижность которого за счет малых размеров атомов в 10⁴10⁶ выше, чем у легирующих элементов. В -железе коэффициент диффузии углерода выше, чем в -железе: при 910°С в 39 раз, 755°С – в 126 раз и при 500°С – в 835 раз. Поэтому при сварке перлитных сталей электродами с большим запасом аустенитности следует ожидать минимальной толщины диффузионной прослойки. Типичная структура зоны сплавления перлитной стали Ст.3 с аустенитной (проволока Св-06Х16Н25АМ6) после отпуска при температуре 700°С в течение 10 ч представлена на рис. 5.1. Она получена раздельным травлением аустенитного металла царской водкой с последующим общим травлением всего шлифа в 2-% нитале. Со стороны основного металла выявляется обезуглероженный слой пониженной твердости с крупными столбчатыми зернами феррита. В аустенитном шве наблюдается легко травящаяся мартенситная полоса высокой твердости, которая может служить очагом хрупкого разрушения.

Рис.5.1. Микроструктура зоны сплавления при наплавке стали Ст. 3 проволокой Св-06Х16Н25АМ6 (отпуск 700°С, 10 ч) ×300

В процессе проведения работы планируется выявить закономерности образования диффузионных прослоек в зависимости от состава электродной проволоки и условий термообработки.