ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Методы исследования кинетики фазовых превращений в условиях термических циклов сварки из "Испытание металлов на свариваемость " Кинетику фазовых превращений исследуют с помощью дилатометров. В больщиистве дилатометров, предназначенных для прямого или дифференциального анализа, используют образцы сравнительно больших размеров, помещая их в кварцевую трубку, медленно нагреваемую в печи. Скорости охлаждения в этом случае также ограниченны. Такие дилатометры не позволяют воспроизводить термические циклы сварки. [c.76] С целью устранения этих недостатков в Институте металлургии им. А. А. Байкова АН СССР сконструирован простой быстродействующий дилатометр ИМЕТ-ДБ [2], в котором трубчатый образец нагревается токами высокой частоты (585— 715 кгц) от лампового генератора типа ГЛ-15М. Высокая частота тока и малая толщина стенки образца (1 мм) обеспечивают равномерный нагрев металла с различными скоростями до высоких температур. Последующее охлаждение происходит также равномерно и регулируется расходом пропускаемого внутри образца инертного газа. Изменение длины образца фиксируется с помощью индукционного датчика системы ТЛ-2 ИМАШ. Скорости охлаждения могут изменяться в широких пределах — от 10 до 200 град сек при расходе аргона от 0,1 до 1,5 м 1ч. С целью получения еще более низких скоростей охлаждения (до 1—2 град сек) применяют дополнительный подогрев образца слабыми токами высокой частоты при весьма малом расходе аргона (только для обеспечения защиты образца). [c.76] Диаграммы анизотермического превращения при непрерывном охлаждении строят в системе координат температура— время (рис. 18). На диаграмму наносят кривые охлаждения, причем за нуль времени обычно принимают точку на темпера-тургюй кривой охлаждения, соответствующую равновесной температуре начала превращения (например, Лсз для стали). [c.77] Обработка результатов дилатометрического анализа включает также исследования микроструктуры дилатометрических образцов и измерение твердости. Металлографический анализ образцов после охлаждения позволяет уточнить соотношение структурных составляющих (в процентах) при разных скоростях охлаждения. Для более полного анализа результатов превращения строят структурные диаграммы в координатах структурные составляющие — скорость охлаждения. [c.79] Дилатометрический метод Британской исследовательской ассоциации по сварке В УКА [14] аналогичен методу ИМЕТ. Испытания проводят на трубчатых образцах диаметром 6 мм, нагреваемых ТВЧ в атмосфере аргона. Максимальная температура нагрева Гтах= 1325° С, время пребывания выше Асз — от 3 до 10 сек. [c.79] Лабораторией технологической прочности МВТУ им. Н. Э. Баумана создан быстродействующий дилатометр, предусматривающий нагрев образцов проходящим током [15, с. 151]. Специальное программное устройство позволяет регулировать скорости нагрева и охлаждения образца. Размеры образца 3X5X150 мл1, база измерения 70 мм. Прибор обладает высокой чувствительностью. [c.79] Вакуумный микроскоп ИМЕТ-ВМД [2] предназначен для высокотемпературного металлографического исследования влияния пластической деформации на структурные и фазовые превращения и разрушение металлов. [c.79] Дилатометрический анализ превращений при сварке широко применяется в практике отечественных и зарубежных исследований [16]. [c.80] Основным параметром термического цикла околошовной зоны, по которому рассчитывают режимы сварки сплавов, в частности сталей перлитного класса, является скорость охлаждения Wo. Расчет Шо при сварке плавлением ведут для точек на оси шва, где она примерно на 10% выше, чем для околошовной зоны. Благодаря этому, определяя погонную энергию источника тепла по заданной скорости охлаждения, предупреждают чрезмерные закалочные явления. В зависимости от химического состава, назначения, условий производства и эксплуатации закаливающихся перлитных сталей оптимальную технологию и режимы их сварки устанавливают по скорости охлаждения или по некоторому диапазону ее значений, в котором можно прежде всего обеспечить требуемую структуру и свойства металла в околошовной зоне, не опасаясь образования холодных трещин. [c.80] Если сталь по каким-либо причинам не может быть подвергнута отпуску после сварки (вообще или по истечении требуемого по технологии промежутка времени после ее окончания), то наиболее благоприятные механические свойства (пластичность, вязкость и прочность) в сочетании с достаточно высоким сопротивлением образованию холодных трещин достигаются при невысоком содержании мартенсита в структуре стали, обычно не более 30%, а в некоторых случаях 50—60% в зависимости от жесткости сварных соединений [2 4, с. 141]. [c.80] Поэтому для обоснования и выбора режимов сварки необходимо, чтобы диаграммы анизотермического превращения аустенита позволяли достаточно точно определять скорости охлаждения, при которых в структуре стали образуется требуемое или допустимое содержание мартенсита и других структурных составляющих. [c.80] Один из легких способов установления пригодности для целей сварки диаграмм анизотермического превращения, полученных для условий термической обработки, — построение структурных диаграмм по методике ИМЕТ-1 (см. п. 2 гл. П) и сопоставление их с данными диаграмм превращения по структуре и твердости конечных продуктов. [c.81] Для обеспечения характерной для сварки высокой устойчивости аустенита при построении диаграмм анизотермического превращения в качестве стандартных выбирают такие условия нагрева (аУн и 1 ), при которых отчетливо начинают проявляться особенности сталей в отношении склонности к росту зерна. Обычно эти условия соответствуют релшмам однопроходной сварки стали средней толщины. Поэтому важно проанализировать возможность применения таких диаграмм для расчета режимов сварки стыковых соединений стали малой и большой толщины (т. е. при более жестких и мягких режимах), а также соединений других типов. [c.81] Подобная разница в параметрах zaH и f закономерно сказалась на характере расположения экспериментальных точек, найденных по данным валиковой пробы, относительно кривой количества мартенсита в стали 40Х, полученной для стандартных условий нагрева (см. рис. 20). При iu)o 2,5-i-3 гpaд eк эти точки располагаются выше кривой (устойчивость аустенита выше), а при а о 2,5 3 гpaд eк — ниже кривой (устойчивость аустенита ниже). [c.83] Приведенный анализ показывает, что условия нагрева, принятые и рекомендуемые нами для построения диаграмм анизотермического превращения аустенита и структурных диаграмм, полностью учитывают основные факторы, определяющие устойчивость аустенита в околошовной зоне при сварке, и обеспечивают возмол ность использования этих диаграмм для выбора режимов и технологии сварки плавлением перлитных сталей. При этом удовлетворительное соответствие структурного состояния наблюдается в широком диапазоне изменения толщины свариваемых элементов, а также для разнообразных типов сварных соединений. Необходимые коррективы, особенно при сварке сталей с энергичными карбидообразующими элементами, могут быть легко получены путем сравнения принятых стандартных параметров с действительными параметрами термических циклов околошовной зоны в каждом конкретном случае так, как это было сделано выше на примере стали 40Х. [c.84] Вернуться к основной статье