ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Основные особенности строения сплавов переменного состава из "Изготовление и применение в машиностроении сплавов переменного состава " При изготовлении сплава ПС методами переплава или сварки можно обеспечить изменение содержания РЭ по длине слитка или шва по любому закону, но чаще всего по прямолинейному закону (изменение с постоянным градиентом легирования). Градиент легирования принято называть положительным (а), когда содержание РЭ в процессе изготовления сплава возрастает отрицательным (—а), когда содержание РЭ уменьшается и нулевым (а = 0), когда градиент отсутствует, а содержание РЭ остается постоянным (сплав постоянного состава), Величина градиента легирования определяется заданным диапазон ом изменения содержания РЭ и возможной длиной слитка или шва. Большие значения (свыше 0,1 %/см) градиента легирования обычно принимают при широких рекогносцировочных (поисковых) исследованиях влияния элементов на структуру и свойства сплавов, а более низкие значения — при исследованиях влияния на те же показатели микролегирующих элементов и примесей. [c.24] Расчет предельных содержаний регулируемых элементов в металле слитка. Пусть требуется изготовить одним из методов переплава (электрошлаковым, дуговым, плазменным, электронно-лучевым и др.) слиток из сплава ПДС, т. е. слиток, состоящий по краям из участков k а k с постоянным (дискретным), а в середине участка h с переменным содержанием регулируемого элемента (рис. 24). При этом заданы требуемое минимальное ( mm) и максимальное (Стах) содержание регулируемого элемента в сплаве слитка, его диаметр d и длина участков с постоянным и переменным составом сплава.. Требуемый слиток из сплава ПДС может быть изготовлен путем переплава сборных электродов, показанных на рис. 4—6. Примем для изготовления электрод (см. рис. 4, а), состоящий из двух частей с различным содержанием РЭ. Содержание этого элемента в различных частях электрода должно быть больше заданного содержания в слитке из сплава ПДС на величину потерь (IJi) РЭ в процессе выплавки такого слитка, т. е. [c.25] Предположим, что сплавы с содержанием РЭ, требуемым для изготовления различных частей электрода, отсутствуют и их необходимо выплавлять. Тогда содержание РЭ в шихте для изготовления таких сплавов должно быть больше, чем в различных частях электрода, на величину потерь Яг в процессе выплавки сплавов, т. е. [c.25] Длины участков Ц и 2 электрода следует несколько увеличить сверх расчетных значений для обеспечения выхода процесса на стабильный режим и компенсации возможного образования усадочных дефектов. Длину 2 устанавливают исходя из требуемых размеров слитка, для получения которого предназначается электрод. Четвертый, непереплавляемый участок электрода L служит для его закрепления в механизме подачи, а Иногда и для подвода тока к электроду. Длину этого участка электрода устанавливают исходя из размеров губок механизма крепления электрода. [c.26] Расчет предельного содержания регулируемых элементов в металле шва. В задании на изготовление металла шва ПДС обычно указывается базовый состав (содержание неизмеияющихся элементов) сплава, минимальное Сщщ и максимальное Стах содержание в нем РЭ, минимальные размеры шва. Из размеров шва указываются его плошадь поперечного сечения тш, высота или глубина проплавления основного металла йт1п, ширина Ьты, протяженность участков с дискретным (/ тш, зтш) и переменным ( тш) составом металла. Размеры шва устанавливают исходя из учета изготовления из него образцов требуемого размера и числа, необходимых для исследования структуры и свойств металла шва, а иногда и сварного соединения. [c.26] Получение швов с требуемыми размерами должно обеспечи- ваться выбором соответствующего способа изготовления сплава ПС и параметров режима сварки. [c.26] Регулируемые элементы могут вводиться в металл сварных швов из основного металла, электронной или присадочной проволоки, флюса, защитного газа и специальных легирующих вставок из твердых или порошкообразных материалов. [c.26] Рассмотрим расчет по обеспечению требуемого содержания РЭ при его введении в металл шва через легирующую вставку, устанавливаемую сверху (рис. 25). В этом случае минимальное содержание РЭ в металле шва будет на участке /1, на котором легирующая вставка не располагается, а максимальное — на участке /з, где легирующая вставка располагается и имеет максимальную постоянную площадь поперечного сечения. [c.26] Величины, входящие в выражение (П), находят из справочной литературы или устанавливают экспериментально. Исходя из определенной максимальной площади поперечного сечения легирующей вставки, находят ее толщину и высоту. При этом для обеспечения полного расплавления вставки необходимо, чтобы ее максимальная высота Ав была меньше высоты /г шва. [c.27] Распределение регулируемых элементов по длине и поперечному сечению слитков. С некоторым допущением можно считать, что при сварке и переплаве легирующие элементы и примеси равномерно распределяются по объему ванны жидкого металла. Вследствие этого в слитках постоянного (дискретного) состава, получаемых различными способами переплава, содержание легирующих элементов и примесей по поперечному (а также продольному) сечению слитка обычно одинаково или изменяется незначительно. [c.28] Следует отметить, что различие в содержании РЭ по оси и на поверхности слитка может быть значительно уменьшено, а иногда и полностью устранено при его последующей пластической обработке (ковке) в пластины по специальной технологии. [c.30] например, в работе [7] изучали влияние малых добавок титана (0,016—0,29%) на прочностные и коррозионные свойства металла швов ПС из стали 08Х18Н10 после старения в гелии и азоте. Для этой цели были выполнены два шва ПС с градиентом легирования титаном соответственно 0,04 и 0,05%/см. Допустимые погрешности определения содержания титана химическим методом в интервалах его концентрации 0,05—0,10 % 0,10—0,20 % и 0,20— 0,50 % составляют по ГОСТ 12356—81 соответственно 0,015 0,025 и 0,04%. Для механических испытаний по ГОСТ 1497—73 поперек металла швов вырезали образцы на растяжение типа III с диаметром рабочей части 3 мм. Изменение содержания титана по диаметру таких образцов, изготовленных из металла ПС, было меньше допуска на точность определения содержания этого элемента. [c.36] Вследствие этого во многих случаях начало легирования РЭ металла слитков или швов определяют приближенно указанными ниже способами без анализа химического состава металла или делают такой анализ на уже подвергнутых испытаниям и исследованиям образцах, вырезанных для определения структуры и свойств металла. [c.36] Начало легирования РЭ металла слитка можно приближенно установить по объему переплавленного электродного металла или моменту ввода в зону плавления легирующего компонента, содержащего РЭ. [c.36] В сварных швах место начала легирования металла РЭ зависит от способа введения этого элемента в сварочную ванну и ее размеров, а следовательно, и параметров режима сварки. Так как РЭ поступает в переднюю часть сварочной ванны и отбрасывается вместе с жидким металлом в ее заднюю часть, то начало легирования металла шва этим элементом определяют по максимальному расстоянию I от точки поступления РЭ в зону плавления металла до точки его застывания (кристаллизации). При этом за точку кристаллизации металла сварочной ванны обычно принимают точку, лежащую на поверхности металла шва по его продольной оси на границе с жидким металлом. [c.37] При установке легирующей вставки с положительным градиентом снизу (рис. 37, а) расстояние I между точками начала плавления легирующей вставки и легирования металла шва будет равно длине 2 участка кристаллизации металла сварочной ванны (см. рис. 32). [c.37] При введении РЭ через защитный газ (рис. 39) отметку на образце, на пересечении его с осью плавящегося или неплавяще-гося электрода, делают в тот момент, когда активный компонент (содержащий РЭ) защитного газа поступает в зону дуги. Этот момент рассчитывают по моменту пуска активного газа с учетом времени его прохождения по шлангам от места пуска до зоны дуги. Расстояние от отметки, указывающей на начало поступления активного газа в зону сварки, до начала легирования металла шва (точка Б) в этом случае также будет равно длине задней части сварочной ванны, считая ее от оси электрода, т. е. 1 = 1г (см. рис. 32). [c.39] Следует отметить, что в отличие от точки начала легирования металла РЭ точку окончания легирования металла этим элементом точно определить расчетным путем весьма трудно, вследствие нивелирующего влияния сварочной ванны на состав металла по длине шва. [c.39] Вернуться к основной статье