Трещины в сварных соединениях

Трещинкы в сварных соединениях


Различают три вида трещинок, образующихся при сварке аустенитных сталей: кристаллизационные, подсолидусные и прохладные.

1-ые два вида объединяют заглавием жаркие трещинкы (ГТ). Завышенная склонность металла шва к ГТ обоснована:

А. Высочайшим коэффициентом термического расширения, малой теплопроводимостью и высочайшей релаксационной стойкостью при больших температурах. Это приводит к высочайшему уровню напряжений и деформаций при сварке, отпуске и эксплуатации в критериях теплосмен.

Б. Крупнокристаллической (транскристаллитной) столбчатой первичной структурой с очень выраженной ликвационной неоднородностью по Сг, Ni, Nb, В, С и др.

В итоге ликвации образуются легкоплавкие карбидные, боридные фазы в тройных стенах зернышек и по траекториям срастания кристаллитов, препятствующие передвижения границ зернышек в более сбалансированные положения. При всем этом металл шва имеет малую пластичность в интервале ТИХ, которая может быть исчерпана в итоге усадки шва и перемещения свариваемых заготовок.

Так появляется 1-ый тип жарких трещинок кристаллизационного типа, зарождающихся в остаточных пленочных выделениях водянистой фазы при Т до 1250...1200 °С.



2-ой тип жарких трещинок (подсолидусные) появляется в жесткой фазе при 1200...1000 °С в итоге межзеренного нрава высокотемпературной сварочной деформации. Она провоцирует выход дислокаций и примесных атомов на границы зернышек и делает ступени, раскрывающиеся при межзеренной деформации в итоге притока вакансий и сегрегации примесных атомов в микротрещины.

3-ий тип жарких трещинок – ликвационные жаркие трещинкы, образующиеся в ЗТВ по строчечным выделениям сегрегатов и примесей, а в металле шва предшествующего прохода при многослойности сварки – по ликвационным прослойкам.

Так, сульфидная эвтектика Ni3S + Ni имеет Тпл = 645 °С, а эвтектики системы Ni – Nb – Тпл = 1270 °С. Применение аустенитных сталей, подвергнутых ЭШП и отлично очищенных от вредных примесей, дает возможность избежать этих трещинок.

Трещинкы при послесварочной термической обработке жестких сварных узлов, имеющих концентраторы напряжений (непровары, подрезы, трещинкы и т. п.), из сталей, содержащих карбидообразующие элементы (Ti, Nb, Mo), на шаге нагрева в интервале 650...800 °С могут образоваться в итоге:

– сосредоточения деформаций металла у концентраторов напряжений;

– необратимых конфигураций в ЗТВ (рост зернышек, формирование плоских карбидов по границам) и дисперсионного твердения при термической обработке.

Избежать возникновения трещинок в сварных соединениях аустенитных сталей может быть методом:

· введения 2-ой фазы при условии выделения ее конкретно в процессе кристаллизации;

· дополнительного легирования некими легирующими элементами;

· измельчения первичной структуры за счет легирования элементами-модификаторами;

· увеличения чистоты металла по вредным примесям, содействующим образованию легкоплавких фаз;

· технологических приемов.

Вводя в металл шва вторую фазу, достигают разрушения его транскристаллитного строения и измельчения первичной структуры. При всем этом общая протяженность границ меж кристаллами вырастает и легкоплавкие эвтектики становятся разобщенными.

Вкупе с этим, тормозится и перемещение несовершенств кристаллической структуры, что препятствует появлению подсолидусных трещинок.

В большинстве случаев 2-ой фазой служит первичный феррит, создающий 2-х фазную аустенитно-ферритную структуру металла шва.

Наличие первичного феррита размельчает структуру металла, уменьшает концентрацию Si, Р, S и других примесей в межкристаллитных прослойках за счет большей растворимости этих частей в феррите. Этим увеличивается чистота границ кристаллитов и миниатюризируется опасность образования легкоплавких эвтектик.

Современные исследования проявили, что для придания металлу достаточной стойкости к образованию кристаллизационных трещинок необходимо иметь в аустенитном шве 2...5 % первичного феррита.

Если феррита больше, опасность возникновения жарких трещинок миниатюризируется, но при работе такового металла в области больших температур может происходить его охрупчивание, связанное с переходом феррита в хрупкую s–фазу, залегающую по границам зернышек аустенита. При работе в брутальных средах Т < 400 °С допускается до 25 % феррита.


Загрузка...

Чтоб получить 2-х фазное строение в наплавленный металл вводят элементы-ферритизаторы (Cr, Mo, Si, Ti, Nb, Zr, V, A1 и др.) и уменьшают либо ограничивают содержание аустенизаторов (С, Mn, N, Си, Со). Для этого употребляют известную диаграмму Шеффлера, т. е. вычисляют Niэ и Сгэ, и по диаграмме определяют структуру металла шва.

Если необходимо сохранить чисто аустенитную структуру, то методом увеличения стойкости металла шва к образованию трещинок является дополнительное легирование такими элементами, как Mo, W, Nb, N. Считают, что эти элементы, имея завышенную энергию активации, понижают диффузионную подвижность атомов в аустените и подавляют появление эмбрионов подсолидусных трещинок.

Измельчение структуры однофазовых швов можно обеспечить и воздействием на сварочную ванну ультразвуковых либо механических колебаний частотой 20...30 КГц, также введением элементов-модификаторов (Sr, Ge, Ti, В и др.) либо азота, который является сильным аустенизатором и также содействует измельчению структуры за счет роста центров кристаллизации в виде тугоплавких нитридов. Это увеличивает стойкость сварных швов против ГТ.

Повысить стойкость аустенитных швов к трещинкам можно и технологическими приемами, снижающими темп нарастания внутренних деформаций, в особенности в ТИХ. Огромное значение приобретает при всем этом форма сварочной ванны, определяющая направление роста осей кристаллитов и ориентацию их границ по отношению к оси шва.

В узенькой, глубочайшей и удлиненной сварочной ванне (большая скорость сварки) кристаллиты вырастают более неблагоприятно – навстречу друг дружке с образованием зоны сплавления в центре шва. Создаваемый в данном случае шов обладает низкой технологической прочностью, потому что его деформационная способность в ТИХ значительно понижается. Необходимо подчеркнуть, что неувязка получения чисто аустенитных швов, стойких к образованию трещинок, стопроцентно еще пока не решена.




Возможно Вам будут интересны работы похожие на: Трещины в сварных соединениях:


Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Cпециально для Вас подготовлен образовательный документ: Трещины в сварных соединениях