Методы борьбы с гт

Для повышения стойкости против ГТ необходимо стремиться к уменьшению ТИХ, увеличению пластичности в ТИХ и снижению темпа деформации. Все известные способы повышения технологической прочности в конечном итоге сводятся к следующим основным:

1. Изменение химсостава.

2. Выбор оптимального режима сварки.

3. Рациональный тип конструкции.

При сварке с применением присадочных материалов химсостав металла шва и особенности кристаллизации определяются долями участия основного и присадочного (электродного) металлов.

В первую очередь при изменении химсостава уделяется внимание уменьшению содержания вредных примесей (серы, фосфора), образующих затвердевающие в последнюю очередь легкоплавкие эвтектики. Широко используется дополнительное легирование элементами, связывающими вредные примеси в тугоплавкие соединения (например, сульфид марганца).

Наличие в первичной структуре столбчатых кристаллитов способствует увеличению склонности к ГТ. Модифицируя сварочную ванну титаном, алюминием, РЗМ, а также сильными карбидообразующими элементами , можно получить более благоприятную равноосную первичную структуру. Для создания дополнительных центров кристаллизации в сварочную ванну вводят дополнительный присадочный материал (проволоку, гранулы, порошок) аналогичного состава. Весьма эффективно воздействие на ванну расплавленного металла колебаний (ультразвуковых, механических, электромагнитных и т.д.).

Для высоколегированных аустенитных сталей рациональное легирование позволяет получить двухфазную структуру, способствующую подавлению столбчатой первичной аустенитной структуры. Второй фазой могут быть первичный δ – феррит (2-6%) и тугоплавкие фазы (карбиды, нитриды, интерметаллиды). Наличие тугоплавких фаз на границах зерен препятствует интеркристаллитному скольжению в ТИХ-2.

Влияние режима сварки на сопротивляемость ГТ весьма велико. Режимы сварки определяют характер и схему кристаллизации, и, что весьма важно, время пребывания металла шва и ОШЗ в области высоких температур.

Н а схеме представлено совместное влияние силы тока и скорости сварки на образование ГТ при сварке аустенитных сталей

Обобщенным критерием режима является величина R=qV_св – энерговложение на секундную длину шва. С увеличением R растут длина ванны, угол встречи кристаллитов в центре шва, а также темп растяжения металла в ТИХ.

Характерные зоны сварных соединений

Сварные соединения, выполненные сваркой плавлением, разделяются на зоны, отличающиеся химсоставом, макро- и микроструктурой и другими признаками.

1. Сварной шов.

2. Зона сплавления или околошовная зона ОШЗ.

3. Зона термического влияния

4. Основной металл

T_L

T_S

T_превр

1

4

2

3

Сварной шов характеризуется литой структурой металла. Ему присуща первичная структура кристаллизации, которая в процессе превращений в твердом состоянии может претерпевать изменения.

Зона термического влияния – участок основного металла, примыкающий к сварному шву, в пределах которого вследствие воздействия термического цикла сварки происходят фазовые и структурные превращения. ЗТВ вследствие превращений в твердом состоянии имеет отличные от основного металла фазовый состав и величину зерна.

В ЗТВ выделяют околошовную зону . ОШЗ расположена непосредственно у сварного шва и состоит из нескольких рядов крупных зерен, в том числе и оплавленных.

Фазовые превращения (переходы первого рода) сопровождаются образованием новых фаз, отличающихся от исходных кристаллическим строением. При образовании новой фазы скачкообразно меняются термодинамические параметры с выделением или поглощением скрытой теплоты превращения.

При структурных превращениях (переходы второго рода) происходит перераспределение дефектов кристаллической решетки и атомов легирующих элементов. Структурные превращения не сопровождаются скачкообразным изменением термодинамических параметров.

Особенностью фазовых и структурных превращений при сварке в отличие от термообработки заключается в их неравновесном характере в условиях быстрого нагрева и охлаждения.