Структурные превращения в зоне

Рпс. 152. Структурные превращения в зоне термического влияния при сварке чугуна [c.325]

В сварных деталях и изделиях в процессе сварки под действием неравномерного нагрева основного металла и структурных превращений в зоне термического влияния возникают упругие и пластические деформации, нарушающие заданные размеры конструкции и в некоторых случаях вызывающие образование трещин в металле шва и околошовной зоны. [c.67]

ТЕРМОДЕФОРМАЦИОННЫЙ ЦИКЛ ПРИ СВАРКЕ И ЕГО ВЛИЯНИЕ НА ОСТАТОЧНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ И СТРУКТУРНЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ В ЗОНЕ СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ [c.406]

Рис. 141. Схема структурных превращений в зоне термического влияния

Структурные превращения в зоне термического влияния 383 Субграница 13 Сфероидизация 104 — 107 [c.491]

Итак, скорость коррозии в азотной кислоте зависит от присутствия ионов металлов высшей валентности и от воздействия паров окислов азота. Можно наблюдать очень сильную коррозию, если быстро удалять окислы азота и, наоборот, замедленную коррозию, если их не удалять. Повышенная скорость коррозии находится в связи с ростом потенциала (рис. 93) [41, 42] и проявляется в виде сильного межкристаллитного разрушения, очень тесно связанного со структурными превращениями в зоне термического влияния сварных швов. [c.185]

Рис. 213. Структурные превращения в зоне термического влияния при свар ке чугуна (но П. С. Елистратову).

Благодаря легированию стали элементами, повышающими стабильность аустенита, образование мартенсита в переходной зоне происходит тогда, когда окружающий металл уже остыл до низких температур. Вследствие того, что содержание углерода и других легирующих элементов в наплавленном металле меньше, чем в основном металле, в нем проходят структурные превращения при более высоких температурах. Таким образом, к моменту времени, когда в наплавленном металле уже прошли структурные превращения, в зоне термического влияния еще сохраняется структура аустенита. [c.253]

Фиг. 36. Структурные превращения в зоне термического влияния при сварке малоуглеродистой стали.

Отдельное душевое устройство можно устанавливать на различных расстояниях от индуктирующего провода. Тем самым можно подбирать необходимый для структурных превращений в материале и для получения требуемой глубины закаленного слоя интервал между окончанием нагрева и началом охлаждения элемента поверхности. Струи охлаждающей жидкости после удара об охлаждаемую поверхность частично отбрасываются (или стекают под действием силы тяжести) в зону нагрева. Это приводит к появлению на закаливаемой поверхности мягких пятен. Чтобы исключить это явление, угол а между осью закаливаемой детали и осью отверстия, через которое подается охлаждающая жидкость, не должен быть больше 45° (см. рис. 8-4). При увеличении этого угла струи воды ударяют в нагреваемую поверхность ближе к индуктирующему проводу и начинают охлаждать ее, когда она еще нагревается индуктированным током. При этом снижается термический к. п. д. нагрева. При [c.100]

Алюминий А2. Структурные изменения в зоне нагрева лучом ОКГ в этом материале не обнаружены. Объяснить это можно, с одной стороны, высокой теплопроводностью алюминия, вследствие чего тепло быстро отводится в глубину образца, с другой — весьма малой растворимостью в алюминии железа и кремния, входящих в состав технического алюминия А2. Последнее обстоятельство исключает возможность фазовых превращений в этом материале. [c.21]

В некоторых случаях в зоне интенсивной деформации происходит высокий местный нагрев до температур, превышающих критические значения. Такой нагрев с последующим быстрым охлаждением может сопровождаться структурными превращениями в поверхностном слое. Подобные физико-химические превращения в поверхностном слое при резании наблюдались во многих работах. Так, фазовые превращения в поверхностном слое наблюдались при шлифовании закаленных сталей. [c.113]

При различных технологических операциях различны и причины, приводящие к неоднородным объемным деформациям, т. е. причины, вызывающие появление остаточных напряжений. В сварочном процессе, например, такими причинами являются температурный цикл сварки, структурные превращения в металле шва и в зонах термического влияния и изменение растворимости газов, окружающих сварной шов. Литейные остаточные напряжения возникают как следствие неравномерного (по объему детали) остывания отливок. При обработке давлением источником возникновения остаточных напряжений может быть неравномерная пластическая деформация. [c.210]

Для оценки работоспособности сварных конструкций, работающих при высоких температурах, существенным является также сохранение стабильности структуры и свойств сварного соединения в условиях длительного старения. Исследование его структуры после длительных выдержек позволяет выяснить кинетику структурных превращений в различных зонах, выявить причины снижения работоспособности и наметить пути к ее повышению. Поэтому обычно шлифы сварного соединения подвергаются различным выдержкам при рабочей температуре. С целью скорейшего получения данных о характере структурных изменений при рабочей температуре за заданный срок работы энергоустановки (100 ООО час.) образцы подвергаются старению и при более высоких температурах. Стабильность свойств сварного соединения при высоких температурах проверяется, как правило, на разрывных образцах с надрезом, расположенным в той или иной его зоне. [c.24]

Причинами возникновения сварочных напряжений являются неравномерность распределения температуры при сварке и жесткость свариваемых элементов, препятствующая свободному развитию тепловых деформаций и вызывающая возникновение пластических деформаций. При сварке закаливающихся сталей на развитие сварочных напряжений влияют также структурные превращения в шве и зоне термического влияния, сопровождающиеся изменением объема. В сварных соединениях разнородных сталей проведение термической обработки приводит к появлению нового вида термических внутренних напряжений, обусловленных разностью коэффициентов линейного расширения свариваемых деталей (п. 5 главы II). [c.59]

Скорость нагрева под пайку может находиться в широких пределах и определяется такими факторами, как характер источника нагрева, природа взаимодействующих материалов, габариты и толщина стенок паяемого изделия и др. От нее зависит равномерность нагрева, возникновение напряжений в зоне соединений, структурные превращения в паяемом металле [c.307]

Процесс может осуществляться в атмосфере, в защитных газах, в вакууме, с применением флюсов и т.п. Зона термического влияния, характеризуемая структурными превращениями в основном металле, очень мала 0,15. .. 0,20 мм. [c.265]

Трещины при сварке. Склонность металлов к образованию трещин при сварке является одним из основных показателей их свариваемости. Она обусловливает технологическую прочность — способность материалов выдерживать без разрушения различного рода воздействия в процессе их технологической обработки. При сварке разрушения могут происходить в процессе кристаллизации (горячие трещины) и в процессе фазовых н структурных превращений в твердом состоянии (холодные и другие виды трещин). Сварка может сопровождаться образованием трещин различной протяженности в сварном шве или прилегающей к нему зоне. [c.503]

Содержащийся в пламени водород может растворяться в расплавленном металле сварочной ванны. При кристаллизации металла часть не успевшего выделиться водорода может образовать поры. Азот, попадающий в расплавленный металл из воздуха образует в нем нитриды. Структурные превращения в металле шва и околошовной зоне при газовой сварке имеют такой же характер, как и при других способах сварки плавлением (см. п. 6.2). Однако вследствие медленного нагрева и охлаждения металл щва имеет более крупнокристаллическую структуру с равновесными неправильной формы зернами. В нем при сварке сталей с содержанием 0,15. .. 0,3 углерода при быстром охлаждении может образовываться видманштеттовая структура. Чем выше скорость охлаждения металла, тем мельче в нем зерно и тем выше механические свойства металла шва. Поэтому сварку следует производить с максимально возможной скоростью. [c.85]

Зона термического влияния (ЗТВ) - участок основного металла, примыкающий к сварному шву, в пределах которого вследствие теплового воздействия сварочного источника нагрева протекают фазовые и структурные превращения в твердом металле. В результате этого ЗТВ имеет отличные от основного металла величину зерна и вторичную микроструктуру. Часто выделяют околошовный участок ЗТВ или околошовную зону (ОШЗ). [c.131]

Работоспособность сварных соединений в условиях эксплуатации определяется способом и режимами сварки, составом присадочного и основного материалов, структурными превращениями в металле шва и околошовной зоне, возможностью термической обработки конструкции сварного узла. [c.327]

Остаточные напряжения в какой-нибудь детали появляются при возникновении различных удельных объемов у соседних зон металла детали в связи с различной пластической деформацией этих зон либо различными структурными превращениями металла в этих зонах. Например, при механической обработке деталей происходит изменение удельного объема металла приповерхностного слоя. Оно может быть вызвано появлением наклепа, нагрева и структурных превращений в приповерхностном слое металла. Остаточные напряжения, возникшие вследствие неравномерного нагрева, называются термо-пласти-ческими остаточными напряжениями, а когда причиной появления остаточных напряжений являются неравномерные по сечению детали [c.134]

Скорость нагрева под пайку может лежать в очень широких пределах и определяется такими факторами, как характер источника нагрева, габариты и толщина стенок деталей, материал деталей и др. С)т скорости нагрева зависит равномерность нагрева, возникновение термических напряжений в зоне паяных соединений, структурные превращения в паяемом металле (рекристаллизация при пайке тугоплавких металлов) и др. [c.43]

Реализация избирательного переноса в узле трения связана с комплексом структурных превращений в зоне контактного взаимодействия, который определяет параметры трения и износа. Тот факт, что начальная стадия образования безызносной поверх- [c.153]

Распределение остаточных напряжений может существенно измениться в результате структурных превращений в зоне, непосредственно примыкающей к сварному шву. Величина этой зоны зависит от режима и способа сварки (20—25 мм при электродуговой и до 80 мм при газовой сварке). Обычно эту зону, называемую зоной термического влияния, условно делят на шесть участков неполного расплавления (температура около 1500°С), перегрева (температура 1080—1500°С) нормализации (темпе-ратурга 850—1080° С) неполной перекристаллизации (температура 720—850°С), рекристаллизации (температура 500—720°С) синеломкости (температура менее 500°С). В смежных участках возможно образование структур, отличающихся по параметрам кристаллической решетки и по удельному объему. [c.284]

На рис. V. приведены структурные превращения в зоне термического влияния. Наплавленный металл (участок 0—1) имеет дендритную столбчатую структуру из-за медленного затвердевания. По мере уменьшения нагрева металла структура его становится более мелкозернистой, в результате чего повышаются механические свойства. Участок неполного расплавления 1—2), соприкасаясь с наплавленным металлом вследствие высокого нагрева, имеет крупнозернистую структуру. Участок перегрева (2—3) имеет еще довольно крупные зерна, уменьшающие пластичность металла. На участке нормализации (3—4) структура получается мелкозернистой с повышенными механическими свойст-валш основного металла по сравнению с металлом, не подвергшимся нагреву. [c.253]

Книга посвящена вопроса]М изучения явлений, происходящих в зоне трения при резании металлов. Изложен метод металлографического исследования характера контактсп обрабатываемого металла с режущим инструментом. Рассмотрен вопрос структурных превращений в зоне трения. [c.2]

При низких скоростях деформации упрочнение может происходить как за счет дислокации, так и за счет структурных и фазовых г ревращений, если они имеют место, а при высоких скоростях резания упрочнение будет происходить главным образом за счет дислокации кристаллической решетки, так как структурные превращения в зоне стружкообразования не успевают совершиться. [c.75]

Селективным травлением можно выявить поверхности вторичного аз стенита внутри зерен феррита. Кроме этих фаз на границах зерен можно при определенных условиях обнаружить дендритные карбиды стабилизирующих элементов вместе с карбидами хрома Meag g, а в некоторых случаях карбиды Meg и Ме,Сз [53, 86, 222]. Само собой разумеется, что упомянутые вьппе структурные превращения в зоне метастабильного феррита, возникшие при наплавке первого валика, вызовут напряжения и г.павным образом потому, что охлаждение и последующий нагрев сварного соединения кратковременны и субмикроскопические выделения останутся до известной меры когерентными с решеткой феррита [87]. С этим связана и возможность преимущественного разрушения таких зон в результате коррозии под напряжением. В аустените же вместе с мелкими карбидами и нитридами стабилизирующих элементов выделяется также фаза Лавеса, например (Fe, r)2Nb, при температуре около 750° С [53]. [c.138]

По мере увеличения содержания углерода и стали или легирующих элементов повышается чувствительность такой стали к температурному режиму сварки или наплавки. Углерод и почти все легирующие примеси при охлаждении стали замедляют процесс распада ауетенита. Первое место в этом отношении принадлежит углероду, а затем по убывающей степени располагаются хром, молибден, ванадий, марганец, медь, никель, кремний и др. В зависимости от количества этих элементов и скорости охлаждения стали в зоне термического влияния возможно образование смешанной структуры феррит—перлит— мартенсит или даже только структуры мартенсита. Таким образом, в зоне термического влияния появляются небольшие участки металла с различными механическими свойствами, разными коэффициентами линейного и объемного расширения. В результате металл этой зоны оказывается в условиях сложного напряженного состояния. Степень напряженности зависит от характера и объема структурных превращений в зоне термического влияния, от величины усадки металла шва, пластичности металла, жесткости изделия. [c.248]

На фиг. 91 приведены эпюры одноосных остаточных напряжений в элементах из малоуглеродистых сталей на фиг. 91, а — в пластине при наплавке металла на кромку на фиг. 91, б — при сварке тавра, составленного из вертикального и горизонтального листов на фиг. 91, в — при сварке двутавра с горизонтальными поясами и вертикальной стенкой на фиг. 91, г — при наплавке металла на плоскость пластин. Во всех случаях наплавка металла производилась за один однопроход катет шва равен 8 мм. Измерения показали, что остаточные напряжения, действующие параллельно швам, в конструкциях этого рода значительно больше других напряжений (перпендикулярных шву и по толщине металла). Процесс образования продольных остаточных напряжений в результате нагрева и охлаждения подробно рассмотрен в гл. IX. Как видно из приведенных эпюр, наибольшие остаточные напряжения достигают предела текучести. Эпюры напряжений, приведенные на фиг. 91, а, б, могут быть построены на основе данных сопротивления материалов. Эти эпюры остаточных напряжений получены при сварке элементов из малоуглеродистых сталей. На фиг. 92 приведены значения остаточных напряжений при наплавке металла на кромки пластин из сталей мартенситной марки 2X13 (фиг. 92, а) и аустенитной марки Х25Н20 (фиг. 92, б). В результате структурных превращений в зонах швов в обеих сталях, в особенности в мартенситной, возникают напряжения, которые достигают 40,3 кГ/мм и переходят в пределах короткой зоны в напряжения растяжения до 52 кГ мм . На расстояниях 5—8 мм и более от кромок, образующих зоны растягивающих остаточных напряжений. [c.188]

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]

При сварке легированных сталей, испытывающих структурные превращения, в зоне пластических деформаций могут возникнуть и пластические деформации удлинения (рис. 8.2). У отдельных сталей сила Рус может оказаться растягивающей, т. е. Ру > 0. В этом случае пластина после сварки удлиняется, а не укорачивается. Однако у подавля- [c.207]

Структура металла соединения, определяемая его исходной структурой и термодеформационным циклом, изменяется в зависимости от температуры и условий деформации. Около стыка (при стыковой сварке) или ядра (при точечной сварке) расположена зона перегрева, Аормализации и неполных структурных превращений. В зонах перегрева из-за окисления, роста зерен, перераспределения неметаллических включений или появления карбидной сетки и других хрупких фаз возможно резкое снижение пластичности. [c.18]

Установка позволяет регистрировать изменение сопротивления диэлектриков от 10 до 10 ом при повышении температуры от 20 до 1100° С. С помощью этой установки были сняты диаграммы временной зависимости электрического сопротивления стекла (рис. 1) и органосиликатных материалов (рис. 2) от температуры. Как и ожидалось, изменение сопротивления у органосиликатов идет не монотонно (как у материалов, не претерпевающих структурных превращений в исследуемом температурном диапазоне) в определенных зонах наблюдается быстрое падение сопротивле- [c.272]

С затвердеванием металла шва структурные превращения в нем не заканчиваются. Например при сварке стали первичные кристаллиты сразу после их образования состоят из аустенита - твердого раствора углерода и легирующих элементов в у-железе, существующего при высоких температурах (750...1500 °С ). В процессе охлаждения аустенит распадается, превращаясь в зависимости от состава стали и скорости охлаждения в другие фазы пластичный феррит, более прочный перлит и прочный, но малопластичный мартенсит. Скорость охлаждения зоны сварки обычно велика, и структурные превращения не успевают произойти до конца. Следовательно, меняя скорость охлаждения сварного соединения, подогревая или искусственно охлаждая его, можно в некоторых пределах управлять вторичной кристаллизацией металла шва и его механическими свойствами. Теплота, выделяемая источником нагрева, при сварке распространяется в основной металл. Его участки нагреваются до температуры плавления на границе сварочной ванны и имеют температуру окружающей среды вдали от нее. Это не может не сказаться на структуре металла. Зону основного металла, в которой в результате нагрева и охлаждения металла происходят изменения структуры и свойств, называют зоной термического влиянця (ЗТВ). Каждая точка в ЗТВ в зависимости от расстояния до оси шва достигает различной максимальной температуры, нагревается и охлаждается с различными скоростями. Изменение температуры данной точки во времени KdiZUbdiKiX термическш циклом. Каждая точка ЗТВ имеет при сварке свой термический цикл. Значит, металл в ЗТВ подвергается в результате сварки нескольким видам термической обработки. Поэтому в ЗТВ наблюдаются четко выраженные участки с различной структурой и свойствами. [c.29]

Идея создания концентрационно-неоднородных метастабильных аус-тенитных порошковых сталей основана на реализации заданного распределения легирующих добавок. Установлена возможность роста прочности (в процессе наведенного деформацией мартенситного перехода) в результате увеличения напряжений, достаточных для раскрытия характерных дефектов. При этом улучшение трещиностойкости обусловлено дополнительными энергетическими затратами, необходимыми для структурных превращений в поверхностных слоях зоны разрушения. Непосредственные измерения показали совпадение изменения термодинамического потенциала зоны разрушения и дополнительной энергии, расходуемой на разрушение образцов с метастабильным аустенитом. [c.284]

Высокохро.мистые жаропрочные стали мартенситно-ферритного класса по своим физическим свойствам близки к перлитным сталям. Их отличительная особенность — микроструктура, состоящая из смеси сорбита, мартенсита и феррита, что создает меньшую технологичность этих сталей, чем перлитных. Основная особенность структурных превращений в этих сталях — образование мартенситных прослоек в околошовной зоне и остаточного аустенита, что приводит к появлению холодных трещин. Поэтому необходимые условия при сварке этих сталей—высокий подогрев с последующей двойной термообработкой — низким и высоким отпуском. При сварке с большим тепловложением сказывается другая особенность этих сталей — появление избыточного количества структурно-свободного феррита, содержание которого более 5% резко сдвигает температурный порог хладноломкости. [c.149]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...