Сварка порошковой проволокой - Фрумин И.И.
Скачать (прямая ссылка):
Рис. 55. Влияние напряжения дуги Рис. 56. Влияние напряжения дуги на на распределение титана и азота распределение алюминия и азота ме-между фазами в металле на- жду фазами в металле наплавки: плавки: / _ А1р; 2-А10бщ; 3-MA1N; 4-Мовщ.
7 — Tip; 2 —Т10бщ; 3 — Л?тш; 4 —
^об щ*
При большом содержании титана и алюминия практически весь азот в металле находится в виде нитридов этих элементов. Данные
о распределении азота, титана и алюминия между фазами в наплавленном металле (сварка в атмосфере аргона) приведены в табл. 8 и 9. В этих таблицах и на рис. 55 и 56 приняты следующие обозначения: Нобщ, А1обЩ, Ыобщ — общее содержание каждого из этих эле-
Таблица 8
Содержание в проволоке, % Содержание в наплавленном металле, %
Ti N ^сбщ Т10 ^общ NTiN
0,25 0,020 0,07 0,07 0,027 0,026
0,5 0,020 0,16 0,11 0,025 0,024
0,75 0,021 0,26 0,13 0,026 0,026
1,0 0,021 0,30 0,15 0,023 0,023
1,5 0,022 0,63 0,15 0.027 0,026
0,5 0,033 0.16 0,14 0,044 0,041
0,75 0,034 0,21 0,14 0,039 0,036
1,0 0,034 0,34 0,17 0,043 0,039
1,25 0,035 0,48 0,16 0,040 0,039
58
ментов в наплавленном металле; Tip, А1р — содержание титана и алюминия в твердом растворе; Tic, А1с — содержание титана и алюминия в соединениях; Nt/n» N4in—содержание азота в наплавленном металле в виде нитридов титана или алюминия.
Распределение .азота, титана и алюминия между фазами в металле при сварке на воздухе и в аргоне аналогично. При сварке
бт, <30. лГ/мм
75
45
6^
э • бт
<5
8,%
40
0,2
Q4 ^gSui'0^0
б1,б8,кГ/мм? 75
20 45
Q3
л и—с
>< <5Г
У" (К, ¦— 2 •д
$,%
[40
го
о
0,5 Т'оЬщ.У0
Рис. 57. Влияние содержания титана и азота в металле шва на механические свойства при испытании на растяжение:
“ - [N]o6n(=0,020-f.0,023%; б - [М]о6щ=0,034-^.0,042%.
самозащитной проволокой рост напряжения дуги сопровождается увеличением содержания азота и уменьшением содержания легирующих в наплавленном металле, одновременно возрастает количество нитридов в металле и снижается доля легирующего, входящего в твердый раствор (рис. 55 и 56).
С распределением титана, алюминия и азота между фазами связаны изменения механических свойств металла швов, выполненных порошковой проволокой. Результаты исследования механических свойств металла швов с содержанием титана до 0,5% и алюминия до 1,2% при концентрациях азота в металле до 0,05% иллюстрируются рис. 57 и 58. Из полученных данных видно, что увели-
Таблица 9
Содержание в проволоке, %
Содержание в наплавленном металле, %
А1 N ^общ А>с No6i4 nA1N
1,5 0,020 0,11 0,11 0,022 0,019
2,0 0,020 0,40 0,12 0,023 0,019
2,5 0,021 0,58 0,12 0,023 0 022
2,0 0.033 0,42 0,14 0,034 0,031
2,5 0,033 0,58 0,13 0,036 0,036
3,0 0,034 0,86 0,15 0,037 0,037
59
чение содержания титана в металле шва приводит к значительному повышению прочности и снижению пластичности металла. Рост концентрации азота в металле шва не изменяет характера этого влияния и способствует дополнительному упрочнению. При легировании алюминием упрочнение наблюдается лишь в области мацы х содержаний (до 0,2%), при дальнейшем увеличении его содер-
О^.бб, кГ/ммг
50
W
30
го
Cl „—о-
С О -О О "о о д —о?5
t-
6% Одбд, «Г/мм*
w 50 30 «0 20 30
0,2
ОА 0.6 08
ГО 20
Q.— —о-
LT
о
О ' сг 6
U0
30
20
/0
0.2 О.Ь
06
Q8 1.0 А1о6ш.%
Рис. 58. Влияние содержания алюминия и азота в металле шва на механические свойства при испытании на растяжение:
о - [NJ0б щ=0,015-^0,020%; б - [М]общ=0.02<Ц-0,038%.
жания прочность и пластичность изменяются незначительно. Увеличение содержания азота в металле швов, легированных алюминием, способствует увеличению прочности. С увеличением содержания алюминия проявляется тенденция к снижению пластичности.
Повышение прочности при легировании может быть связано с изменением основных факторов — измельчанием размеров зерна, упрочнением твердого раствора, появлением включений.
Изучение микроструктуры металла швов показало, что в исследуемых диапазонах легирования с повышением содержания титана размер зерна изменяется незначительно, а с повышением содержания алюминия — несколько возрастает. Упрочнение при легировании титаном и алюминием не связано с изменением размера зерен. Отсутствие существенного повышения прочности при легировании алюминием является, по-видимому, следствием некоторого разу-прочняющего действия увеличения размера зерен. Типичные микроструктуры приведены на рис. 59 и 60.
Титан и алюминий образуют с железом твердые растворы внедрения с ограниченной растворимостью [68, 158]. Образование твердого раствора обычно сопровождается изменением периода решетки. Растворение титана и алюминия в феррите приводит к увеличению периода решетки, что должно способствовать упрочнению. По данным работы [156], наибольшее искажение решетки при малых концентрациях легирующего вызывает титан.
Природа упрочнения при образовании твердых растворов по
60
существующим представлениям связана с изменением дислокационной структуры и непосредственным взаимодействием дислокаций с растворенными атомами. Последнее может приводить к закреплению дислокаций либо к возникновению сил трения при движении дислокаций. На диаграммах напряжение — деформация первый
