Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Машиностроение -> Фрумин И.И. -> "Сварка порошковой проволокой" -> 23

Сварка порошковой проволокой - Фрумин И.И.

Фрумин И.И. Сварка порошковой проволокой — Киев, 1972. — 215 c.
Скачать (прямая ссылка): svarkaporoshkovoyprovolokoy1972.djvu
Предыдущая << 1 .. 17 18 19 20 21 22 < 23 > 24 25 26 27 28 29 .. 83 >> Следующая

Роль отдельных факторов в хрупком разрушении металла можно оценить по уравнению Гриффитса в форме, предложенной Кот-трелом [6]:
Oykyd.2 = РнУ- (38)
где а у — предел текучести | материала; ky—коэффициент,
I зависящий от плотности дис-
локаций и их закрепления; d—величина зерна; р—коэффициент концентрации напряжений, равный при наличии надреза 1/3; у' — удельная свободная поверхностная энергия; ^ — модуль сдвига материала.
Условием разрушения является превышение величины левой части уравнения над правой.
Упрочнение при легировании должно привести к росту величин оу и ky. С понижением температуры испытания предел текучести низкоуглеродистой стали возрастает [128]. Как было показано выше, повышению предела текучести стали, легированной титаном, способствует наличие титана в твердом растворе и появление выделений нитридов и карбонитридов. При легировании алюминием упрочнение менее значительно и связано преимущественно с выделениями нитридов алюминия.
Обработка результатов испытаний механических свойств металла шва и сварного соединения, выполненных титансодержащей проволокой открытой дугой, показывает, что практически всегда хрупкое разрушение сочетается с высокой прочностью и низкой пластичностью металла при испытаниях на растяжение (рис. 64).
Зависимость температуры перехода в хрупкое состояние от размера зерна приближенно имеет линейный характер [86]. Увеличение размера зерна, наблюдаемое при легировании металла шва алюминием, действует в направлении охрупчивания.
О повреждающем действии выделений нитридов свидетельствуют результаты анализов и испытаний ударной вязкости сварных соединений, выполненных проволоками с одинаковым содержанием легирующих, при изменении концентрации азота в металле (табл. 10). При содержания алюминия 0,41% оказалось достаточ-
о
• V °во !5яг °
®ч • \ \ ©
Ч® © ф
% 1 »i\ 1 —•2
0,2 Q4 0,6 Ti, %
Рис. 64. Влияние содержания титана в металле шва на механические свойства металла шва и сварного соединения:
1 — предел прочности; 2 — ударная вязкость при 20° С.
5-95
65
ным 0,036% азота для недопустимого снижения ударной вязкости. В то же время при содержании алюминия 0,9% снижение ударной вязкости наблюдается уже при 0,02% азота.
Таблица 10
Содержание в металле шва, % он , кГм/см2, при t, °С
-^общ ^общ nA1N 20 -40 -60 -70
0,43 ’’ 0,012 0,007 16,3—18,8 12,8—15,5 7,0—12,0 3,8—6,7
17,8 15,0 9,7 5,3
0,44 0,017 0,013 15,4—15,7 8,5—11,1 6,8—8,8 2,9—4,5
15,5 10,2 8,0 3,6
0,42 0,024 0,022 12,6—13,4 6,4—8,0 3,5-5,8 О СО 1 со о
12,9 7,2 4,4 2,2
0,41 0,036 0,034 10,0—14,9 3,8—7,1 2,8-5,2
12,6 5,4 3,4
Примечание. В числителе указаны крайние, а в знаменателе—средние значения для 3—4 образцов.
Растворимость нитридов алюминия в а- и у-железе рдзлична. Если содержание алюминия и азота будет велико, то произведение [Al, %] -[N, %] окажется больше растворимости нитрида алюминия (примерно 0,02 при 1500° С). В этом случае будет наблюдаться выделение нитрида преимущественно по границам первичного зерна, и условия хрупкости во многом должны определяться прочностью границ аустенита. Со снижением растворимости нитрида при переходе металла в ферритное состояние связано выделение нитридов, наблюдаемое в интервале температур 920—780° С. Ниже 600° С нитрид алюминия практически не выделяется [73]. Скопление нитридов вблизи границ должно способствовать упрочнению сплава, в то же время связывание азота в нитриды влечет за собой повышение пластичности зерна.
Выделение нитридов по границам зерен оказывает тормозящее действие на рост зерна аустенита, что в значительной мере ослабляется при высоких содержаниях азот а и алюминия в стали, когда количество нитрида увеличивается преимущественно за счет роста выделившихся ранее частиц [87]. Рост зерна, наблюдающийся при значительном увеличении содержания алюминия в металле шва, по-видимому, связан с развитием этого процесса.
Мнение некоторых исследователей [165] о том, что хрупкость сталей, легированных алюминием, связана главным образом с его присутствием в твердом растворе, не подтвердилось в экспериментах по сварке алюминийсодержащей проволокой открытой дугой. Рост содержания алюминия в твердом растворе (наблюдаемый
66
при общем содержании алюминия в металле свыше 0,2%) не вызывает понижения ударной вязкости при низких концентрациях азота для довольно значительного содержания алюминия в металле. В то же время увеличение концентрации азота в пределах того же содержания алюминия вызывает недопустимое снижение ударной вязкости.
Таким образом, снижение ударной вязкости металла при сварке титансодержащей проволокой связано с упрочнением феррита при легировании его титаном и появлением включений нитридов и кар-бонитридов по границам зерен. Поскольку значительное упрочнение вызывают уже небольшие количества титана в твердом растворе, диапазон содержания легирующих в металле швов, в котором обеспечиваются приемлемые свойства, невелик и ограничивается обычно содержанием титана 0,15—0,20%.
При сварке алюминийсодержащей проволокой наибольшее охрупчивающее влияние на металл оказывают выделения нитридов алюминия по границам зерен, а также укрупнение размеров зерна при высоком содержании алюминия в металле. Диапазон легирования металла с алюминием, в котором обеспечивается достаточная пластичность металла, ограничивается содержанием алюминия 0,5—0,6%, причем большие концентрации алюминия не вызывают хрупкости лишь при невысоком (менее 0,03%) содержании азота в металле шва.
Предыдущая << 1 .. 17 18 19 20 21 22 < 23 > 24 25 26 27 28 29 .. 83 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed