Процессы вторичной кристаллизации в металле шва и в основном металле.

Вторичная кристаллизация в металле шва.

При температурах, соответственных полосы АС (ликвидус), из водянистого сплава кристаллизуется аустенит. При температурах, соответственных полосы АЕ (солидус), сплавы с содержанием углерода до 2,14% совсем затвердевают с образованием аустенита. Таким макаром, процесс первичной кристаллизации в сварочной ванне малоуглеродистой стали завершается достижением температуры Тс (рис. 151).

В итоге первичной кристаллизации Процессы вторичной кристаллизации в металле шва и в основном металле. во всех сплавах с содержанием углерода до 2,14%, т. е. в сталях, появляется однофазовая структура - аустенит.

Металл приобретает аустенитную структуру,но аустенитные зерна образуются в границах первичных столбчатых кристаллов.

С предстоящим снижением температуры структурные конфигурации в металле не наблюдаются прямо до температуры, отвечающей началу перекристаллизации (точка А3).

Следующие структурные перевоплощения в жесткой фазе относятся Процессы вторичной кристаллизации в металле шва и в основном металле. к процессам вторичной кристаллизации металла. Как видно из рис. 151, для малоуглеродистой стали вторичная кристаллизация металла начнется при температуре ТА3, и будет протекать до температуры ТА1.

В согласовании с сбалансированными превращениями при температуре, отвечающей точке А3, начинается выделение из аустенита ферритной составляющей ά-Fe (в итоге полиморфного перевоплощения γ → ά).

G-Fe Процессы вторичной кристаллизации в металле шва и в основном металле. с кубической гранецентрированной решеткой - объем меньше

A-Fe с кубической объемноцентрированной решеткой - объем больше

Растворимость углерода в феррите ниже, чем в аустените. Потому по мере образования из аустенита феррита, оставшийся аустенит будет обогащаться углеродом. Из аустенита с завышенным содержанием углерода появляется цементит. При температуре ТА1, произойдет перевоплощение аустенита в механическую смесь феррита Процессы вторичной кристаллизации в металле шва и в основном металле. (ά -Fe) и цементита (Fe3C), которая именуется перлитом.

Большая часть машиностроительных (сварочных) конструкций делается из сталей с содержанием С наименее 0,83 %, структура которых при неспешном охлаждении содержит феррит + перлит (который представляет собой эвтектоидную механическую смесь феррита и цементита). Цементит является хрупкой структурой, которая склонна в трещинообразованию.

Высочайшие скорости остывания Процессы вторичной кристаллизации в металле шва и в основном металле., характерные сварочному циклу, оказывают влияние на нрав перевоплощений в наплавленном металле, и потому конечные структуры отличаются от сбалансированных. Можно отметить последующие общие особенности вторичных перевоплощений в наплавленном металле:

1) феррит не успевает выделиться из аустенита и потому к моменту окончания перевоплощения остается огромное количество аустенита с завышенным содержание С,

2) из Процессы вторичной кристаллизации в металле шва и в основном металле. аустенита с завышенным содержанием С появляется большее количество мартенсита;

3) перлит имеет более тонкое строение.

Скорость остывания для каждого объема металла шва во времени — величина очень непостоянная. В исходный момент, после прохождения дугой исследуемого участка металла, скорость остывания добивается 200—300 °С/с, а со временем стремительно понижается до 15…5 °С/с.

Наибольшее воздействие на структуру металла Процессы вторичной кристаллизации в металле шва и в основном металле. шва скорость остывания оказывает в интервале температур меньшей стойкости аустенита.

Для малоуглеродистой стали интервал температур меньшей стойкости аустенита приходится на температуры 500…550 °С, т.к. процессы перестройки структуры происходят при неком переохлаждении (ниже 727 °С).

В обозначенном интервале температур моментальная скорость остывания не должна превосходить критичных значений, при Процессы вторичной кристаллизации в металле шва и в основном металле. которых значительно растет толика мартенсита (закалочная структура), и появляется опасность появления прохладных трещинок.

Образующийся в процессе вторичной кристаллизации феррит (a-Fe с кубической объемноцентрированной решеткой)имеет завышенный удельный объем, что ведет к образованию растягивающих напряжений в примыкающих слоях хрупкого мартенсита(g-Fe с кубической гранецентрированной решеткой), что ведет к образованию прохладных Процессы вторичной кристаллизации в металле шва и в основном металле. трещинок.

Разглядим на примере, как оказывает влияние скорость остывания металла шва на его структуру, а как следует и характеристики. Автоматической сваркой под флюсом были выполнены два шва, при этом шов № 1 охлаждался очень медлительно, а шов № 2 — стремительно.

Шов № 2, остывавший с большей скоростью (более обычной для сварки), содержит около 50% перлита (феррита +цементита) (рис. 152, б Процессы вторичной кристаллизации в металле шва и в основном металле.) и с более узким строением.

В обоих случаях металл шва сохранил столбчатую направленность кристаллитов и дендритов. Благодаря повышению перлитной составляющей и более узкому строению металла шва № 2 по мере ускорения остывания вырастают его прочностные свойства, но миниатюризируется пластичность(рис. 153).

Время от времени при перегреве металла малоуглеродистой стали наблюдается возникновение в шве так Процессы вторичной кристаллизации в металле шва и в основном металле. именуемой видманштеттовой структуры: крупнозернистая структура, отличающаяся геометрически правильным расположением частей структуры в виде пластинок либо игл снутри составляющих сплав кристаллических зёрен.

В данном случае феррит выделяется не по границам зернышек, а по их кристаллографическим плоскостямв виде разных полосок, параллельных друг дружке либо образующих меж собой определенные углы снутри составляющих сплав кристаллических Процессы вторичной кристаллизации в металле шва и в основном металле. зёрен.

Такая структура обладает худшими механическими качествами, а именно низкой ударной вязкостью. Таким макаром, повышение длительности нагрева при сварке ведет к понижению свойства металла шва.

Потому для каждой марки стали имеют предельные наибольшая и малая скорости остывания:

- при завышенных скоростях высока возможность образования прохладных трещинок,

- при заниженных скоростях высока Процессы вторичной кристаллизации в металле шва и в основном металле. возможность перегрева металла и понижения пластических параметров стали.

………………………………………………………………………..

ФАЗОВЫЕ И СТРУКТУРНЫЕ Перевоплощения В МЕТАЛЛАХ ПРИ СВАРКЕ

Соответствующие зоны сварных соединений

Сварные соединения, выполненные сваркой плавлением, можно поделить на несколько зон, отличающихся хим составом, макро- и микроструктурой и другими признаками:

- сварной шов,

- зону сплавления,

- зону теплового воздействия ЗТВ,

- основной металл (рис. 155).

Сварной шов характеризуется литой макроструктурой Процессы вторичной кристаллизации в металле шва и в основном металле. металла. Ему присуща первичная микроструктура кристаллизации, тип которой находится в зависимости от критерий кристаллизации шва.

Поверхность сплавления отделяет металл шва, имеющий литую макроструктуру, от ЗТВ. На поверхности шлифов, вырезанных из сварного соединения и подвергнутых травлению, она при маленьких повышениях наблюдается как линия либо граница сплавления (ЛС).

Рассредотачивание частей по ширине Процессы вторичной кристаллизации в металле шва и в основном металле. ЛС имеет непростой нрав, который определяется последующими процессами:

- смешивание наплавленного и основного металла,

- диффузионного перераспределения частей меж жесткой и водянистой фазами и в жесткой фазе на шаге остывания.


prochitajte-fragment-recenzii-sostavlennoj-na-osnove-teksta-kotorij-vi-analizirovali-vipolnyaya-zadaniya-a29-a31-v1-v7.html
prochitajte-i-perevedite-tekst.html
prochitajte-nizhe-privedennij-tekst-i-vipolnite-zadaniya.html