ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Влияние соотношения составов основного металла и металла швов на некоторые особые служебные характеристики сварных соединений из "Сварочные материалы " При сварке многих конструкций от сварных соединений требуется не только прочность, но и достаточная коррозионная стойкость. Так, например, коррозионная стойкость в морской воде необходима для всех корпусов кораблей. Условия эксплуатации различных сварных конструкций в химических производствах требуют сопротивляемости сварных соединений различным видам коррозии от воздействия весьма разнообразных химических веществ. [c.35] Коррозия в сварных соединениях различных металлов и сплавов может быть общая и межкристаллитная (структурная). По характеру воздействующих реагентов различают коррозию жидкостную и газовую, причем первая встречается чаще. [c.35] Общая коррозия может быть равномерной, т. е. характеризующейся примерно одинаковой скоростью разрушения и швов, и основного металла, или сосредоточенной, предпочтительно развивающейся либо в шве, либо в зоне термического влияния, либо в основном металле. При этом скорость коррозионного разрушения шва меньшая, чем скорость разрушения зоны термического влияния или основного металла, не может в ряде случаев считаться хорошим показателем, так как возможно, что именно наличие шва может интенсифицировать коррозию основного металла. [c.36] В связи с тем, что корродирование в значительной степени зависит от соотношения электрохимических потенциалов, а неоднородность химического состава и структуры различных зон сварных соединений создает различие их электрохимических потенциалов, это может вызвать преимущественное корродирование какой-то зоны соединения. [c.36] Так в сварных соединениях углеродистых и низколегированных корпусных сталей, выполненных с использованием обычных сварочных материалов (электроды типа УОНИ-45 при ручной сварке электродная проволока Св-08А в сочетании с флюсом ОСЦ-45 при сварке под флюсом), в морской воде быстрее корродирует металл швов. Легирование металла швов хромом в пределах более 0,25% в случае, если основным металлом является сталь Ст.4, или более 1,4%, если применена корпусная сталь ЮХСНД, приводит к локализации коррозии (типа ножевой) в околошовной зоне. Легирование металла швов никелем в пределах около 0,5— 1,0% снижает общее коррозионное разрушение. Однако для стали марки 09Г2 или 09Г2С в этом случае при некоторых режимах сварки наблюдается ускоренная коррозия зоны термического влияния, хотя в сварных соединениях некоторых других марок стали этого явления не замечается. Такой характер коррозии имел место в сварных соединениях ледокола Киев финской постройки, что потребовало большого объема ремонтных работ даже после непродолжительного срока его эксплуатации. [c.36] Некоторое представление о характере влияния легирования швов на развитие коррозии в сварных соединениях корпусных сталей приведено в виде профилограмм поверхностей после 750 ч испытания (рис. 1.13). [c.36] Сосредоточенная ножевая коррозия как вблизи границы сплавления, так и на некотором удалении от шва имеет место и в ряде сварных соединений нержавеющих сталей, причем она развивается, утоньшая металл, в десятки и сотни раз быстрее, чем в аналогичных средах равномерная коррозия основного металла. [c.36] Как следует из анализа таких коррозионных разрушений, подбор сварочных материалов может радикально изменять скорость коррозионных разрушений в различных зонах простых и специально легированных сталей. [c.36] Усредненные значения коэффициентов теплового расширения сталей и сплавов на никелевой основе приведены в табл. 1.1. [c.38] В разнородных сварных соединениях, особенно подвергающихся после сварки термической обработке или эксплуатирующихся при повышенных температурах, в ряде случаев вблизи границ сплавления шва с отличающимся по составу основным металлом появляются особые зоны в виде прослоек, возникающие в результате диффузионных процессов. Наиболее часто они образуются за счет диффузии углерода, как одного из наиболее подвижных элементов в железных сплавах. В результате того, что при различных составах металлов шва и околошовной зоны может иметь место различие соотношения связанного углерода (в карбидах) и остающихся в растворе концентраций растворенного углерода, это приводит к перемещениям — миграции углерода из металла с меньшим количеством сильных карбидообразователей в металл с большим их количеством. В результате с одной стороны границы сплавления образуется обезуглероженная прослойка, а с другой стороны—карбидная гряда. Такие диффузионные прослойки могут в значительной степени изменять и свойства сварных соединений. [c.40] При работе таких соединений, например на кручение, обычно разрушения проходят по обезуглероженной прослойке. В случае работы на изгиб деформационную способность лимитирует металл карбидной гряды, по которой развивается трещина, хотя иногда разрушение проходит и по границе обезуглероженной и науглероженной зон. [c.40] Как следует из самой схемы образования таких диффузионных прослоек [54], они развиваются во времени и интенсивность их развития определяется соотношением составов основного металла и металла шва, а также температурой, при которой находится сварное соединение. [c.40] Например, в сварных соединениях углеродистых сталей, выполненных хромоникелевыми аустенитными швами, обезуглероженная и карбидная прослойки развиваются очень интенсивно. По мере увеличения содержания никеля в таких швах при постоянном составе основного металла повышается минимальная температура, при которой появляются прослойки, уменьшается степень снижения концентрации углерода в обезуглероженной зоне, снижается интенсивность развития прослоек по ширине в случае воздействия одинаковых температур. В качестве примера на рис. 1.15 [32] показано влияние содержания никеля в наплавляемом металле (доля участия в шве основного металла = 0,35) при постоянном содержании хрома (—15%) на развитие прослоек. [c.40] В ряде случаев, если основной металл выбран неправильно, оказывается возможным предупредить образование прослоек предварительной наплавкой на его кромки другого металла (облицовка кро.мок), создающего барьер с промежуточными характеристиками развития реактивной диффузии углерода по обеим границам наплавка — основной металл и наплавка — основной шов. [c.41] Таким образом, и в случаях выполнения разнородных сварных соединений выбор сварочных материалов является средством регулирования их свойств, хотя изменения свойств проявляются обычно не сразу, а только после некоторого периода эксплуатации сварных конструкций. [c.42] Вернуться к основной статье