ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Металлографический анализ сварного шва из "Сварка трением в инструментальном производстве " Заготовки инструмента, сваренные методом трения из разнородных материалов (стали Р18 и 45), подвергались макро- и микроскопическому анализу в металлографической лаборатории с целью выявления структуры в зоне шва. [c.28] Из заготовок, сваренных на различных режимах (изменялось удельное давление и время сварки), изготовлялись шлифы. Разрезы при изготовлении шлифов проводились вдоль оси заготовок. [c.28] Образцы заготовок исследовались как в отожженном, так и в неотожженном состоянии. Шлифы подвергались травлению в 3-процентном растворе азотной кислоты в спирте. [c.28] Исходные металлы (стали Р18 и 45) перед сваркой находились в состоянии поставки по ГОСТ и имели следующие структуры сталь Р18 — перлит и карбиды, сталь 45 — перлит и феррит. [c.28] В связи с увеличением времени сварки при постоянном удельном давлении увеличивается размер нетравящейся зоны. Изменение удельного давления также ведет к изменению величины нетравящейся зоны при постоянном времени сварки. [c.28] Длительное протравливание позволило обнаружить в этой зоне аустенитовую (неотпущенный мартенсит -f аустенит) структуру с включением первичных карбидов. Из вышеуказанного видно, что при сварке трением глубина области аустенита изменяется в зависимости от давления и времени процесса сварки. [c.28] Одновременно удалось обнаружить, что зерна аустенита в основном мелкие, что, по-видимому, связано с быстротой прохождения процесса сварки и недостаточным временем для полной рекристаллизации. [c.28] Наиболее благоприятную структуру с точки зрения наличия мелкого зерна, равномерно расположенного по всему сечению шва, удалось получить на образцах сваренных по режимам, указанным в табл. 7 (см. стр. 34). [c.28] Для сварного шва, полученного стыковой электросваркой, характерно наличие ледебуритной структуры (со шлаковыми включениями), выраженной в большей или меньшей степени и зависящей от степени сжатия заготовок при сварке (фиг. 14 и 15). [c.28] Микроструктура сварочного шва, полученного электросваркой, после отжига. X 120. Материал — стали Р18 и 45. [c.29] На исследуемых шлифах в зоне сварного соединения обнаружена также переходная структура, которая относительно плавно переходит в основной металл, что дает возможность определить распределение температур в сторону по оси от стыка. [c.31] На микрошлифах стыковой электросварки в зоне сварного шва наблюдается значительное обезуглероживание конструкционной стали до структуры феррита и некоторое обеднение карбидами быстрорежущей стали. При сзарке трением это наблюдается в меньшей степени. Характерным для сварки трением является наличие текстуры на стали 45 (фиг. 16). [c.31] Как видно из микрошлифов (фиг. 17 и 18), на некоторых участках стыка свариваемых сталей сталь 45 в виде усов и клиньев внедряется в быстрорежущую сталь Р18. [c.31] Как влияет это на прочность сварного шва установить не удалось, однако можно предполагать, что характерное перемешивание свариваемых сталей в зоне стыка оказывает положительное влияние на прочность их соединения. [c.31] У всех исследованных шлифов, сваренных трением, не обнаружено раковин, пор, окислов, расслоений и зоне стыка присуща мелкозернистая структура. [c.31] Возникает вопрос, следует ли при сварке трением сваренную заготовку немедленно помещать в промежуточную печь для медленного охлаждения, исходя из того, что зерно в месте стыка мелкое. [c.32] Охлаждение заготовок инструмента после сварки на вп.ч-духе вызывает изменение структуры свариваемых сталей в зоне стыка. [c.32] В этих условиях быстрорежущая сталь в зоне стыка приобретает структуру мартенсита и остаточного аустенита, которые постепенно переходят через области промежуточных структур в основной металл. [c.32] Соединение сталей с различной структурой всегда приводит к возникновению внутренних напряжений. Если величина внутренних напряжений превыщает предел прочности, появляются трещины. [c.32] Практика показывает, что обычно трещины проходят на расстоянии 0,5—2,0 мм от стыка по быстрорежущей стали. Механизм образования внутренних напряжений в сварной заготовке при охлаждении на воздухе после электросварки и появления трещин в зоне шва со стороны быстрорежущей части подробно пояснен К. П. Имшенником (ВНИИ). Основные положения этой работы по указанным выше вопросам вполне применимы для заготовок, сваренных методом трения. Суть этих положений заключается в следующем. В охлаждаемой сварной заготовке происходят структурные превращения в зоне термического воздействия, но не одновременно, а в зависимости от температуры нагрева при сварке. В конструкционной стали аустенит превращается в перлит при температуре ниже 723° при этом несколько увеличивается его объем по сравнению с объемом аустенита быстрорежущей стали, однако значительных напряжений не возникает, так как они частично погашаются пластическими деформациями аустенита быстрорежущей стали. В связи с тем, что заготовка охлаждается в осевом направлении и на поверхности область мартенсита на быстрорежущей части заготовки распространяется на участки в направлении к сварному шву. На поверхности заготовки происходит более быстрое образование мартенсита чем в центре ее. [c.32] Вернуться к основной статье