Структурные превращения в зоне термического влияния

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]

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. 140. Структурные превращения в зоне термического влияния в чугуне

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

Структурные изменения в зоне термического влияния углеродистых и низколегированных сталей. При нагреве стали выше температуры Асз и последующем охлаждении характер образующихся структур определяется степенью переохлаждения аустенита. При небольшом переохлаждении (когда распад аустенита наблюдается вблизи температуры А ) продуктом распада будет достаточно равновесная структура — перлит. С увеличением степени переохлаждения может образовываться сорбит, далее — троостит, и, наконец, в результате бездиффузионного превращения образуется мартенсит. Таким образом, структура зоны влияния для данной стали зависит от [c.154]

При наложении первого прохода, приводящего к структурному превращению (Ттах > Тц, см. рис. 5.6) в зоне термического влияния, ОСН невелики и составляют примерно 0,5а°- [c.287]

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]

В зоне термического влияния (з. т. в.), т.е. на участке основного металла, прилегающего к шву, под действием нагрева происходят фазовые и структурные превращения оплавление границ зерен укрупнение зерен в сплавах с полиморфными превращениями образование структурных составляющих закалочного типа и др. Характер и завершенность превращений помимо состава сплавов определяется сварочным термическим циклом, т.е. зависимостью температуры от времени. Сварочный термический цикл характеризуется скоростью и максимальной температурой нагрева и скоростью охлаждения. В результате фазовых превращений, например в 3. т. в., легированных сталей возможны существенное повышение твердости и снижение пластичности (рис. 5.47). [c.273]

Таким образом, различные участки основного металла характеризуются различными максимальными температурами и различными скоростями нагрева и охлаждения, т.е. подвергаются своеобразной термообработке. Поэтому структура и свойства основного металла в различных участках сварного соединения различны. Зону основного металла, в которой под воздействием термического цикла при сварке произошли фазовые и структурные изменения, называют зоной термического влияния. Характер этих превращений и протяженность зоны термического влияния зависят от состава и теплофизических свойств свариваемого металла, способа и режима сварки, типа сварного соединения и т.п. [c.259]

Горячие трещины образуются непосредственно в сварном шве в процессе кристаллизации, когда металл находится в двухфазном состоянии. Причинами их возникновения являются кристаллизационные усадочные напряжения, а также образование сегрегаций примесей (серы, фосфора, кислорода), ослабляющих связи между формирующимися зернами. Склонность к образованию горячих трещин тем выше, чем шире интервал кристаллизации и ниже металлургическое качество стали. Углерод расширяет интервал кристаллизации и усиливает склонность стали к возникновению горячих трещин. Холодные трещины образуются при охлаждении сварного шва ниже 200 - 300 °С преимущественно в зоне термического влияния. Это наиболее распространенный дефект при сварке легированных сталей. Холодные трещины редко встречаются в низкоуглеродистых сталях и особенно в сталях с аустенитной структурой. Причина их образования — внутренние напряжения, возникающие при структурных превращениях (особенно мартенситном) в результате местной закалки (подкалки). Увеличивая объемный эффект мартенситного превращения, углерод способствует появлению холодных трещин. [c.290]

Внутренние напряжения и деформации возникают в деталях в результате неравномерного (местного) нагрева и структурных превращений, происходящих в зоне термического влияния. Местный нагрев детали и структурные изменения в металле вызывают локальное изменение объема металла и, следовательно, создают условия для возникновения внутренних напряжений. [c.140]

Рис. 184. Структурное превращение стали в зоне термического влияния

Рис. 152. Строение сварочного шва (а) и структурные превращения малоуглеродистой стали в зоне термического влияния (б)

Продольная и поперечная усадка металла шва. Продольная усадка создает набегание кромок, поперечная — коробление Структурные превращения, создающие объемные изменения металла в зоне термического влияния [c.238]

Рис. 123. Структурные превращения малоуглеродистой стали в зоне термического влияния

Под действием тепловой энергии, вводимой в изделие при сварке, металл в зоне сварного шва расплавляется, а непосредственно прилегающие к шву участки нагреваются до высоких температур и вследствие этого в зоне термического влияния происходят структурные превращения. [c.381]

Межкристаллитная коррозия проявляется в сварных швах, в зонах термического влияния, или — при несоответствующей термообработке — в самом основном металле, как результат структурных превращений, делающих границы зерен склонными к коррозионному разрушению. Это происходит чаще всего в результате выпадения карбидов хрома по границам зерен. Однако у некоторых типов сталей встречаются и другие структурные изменения, которые могут быть причиной повышенной склонности к структурной коррозии. Так, например, а-фаза влияет на коррозионную стойкость сталей не только в азотной кислоте, но и в 40—80% горячей серной кислоте. [c.7]

В зоне термического влияния, помимо из.менения, химического состава, происходят также сложные структурные и фазовые превращения. [c.38]

Оценивая свариваемость хромоникелевых аустенитных сталей, следует прежде всего иметь в виду, что они не подвержены фазовым превращениям. Поэтому отпадают затруднения, связанные с появлением в зоне термического влияния структурных напряжений, и снижается опасность возникновения холодных трещин. [c.347]

В зоне термического влияния И происходят структурные превращения с изменениями фазового состава, формы фаз и формы кристаллов, с образованием отбеленной корки, являющейся нежелательной пограничной прослойкой при всех существующих способах сварки. [c.107]

Рассмотренные структурные изменения металла в зоне термического влияния шва характерны только для малоуглеродистых сталей, не содержащих легирующих элементов. С увеличением содержания углерода структурные превращения приводят к более резкому ухудшению пластических свойств основного металла в зоне термического влияния. Аналогично, хотя и в несколько меньшей степени, чем наличие углерода, оказывает влияние присутствие в металле 12 [c.12]

Автоматическая наплавка по винтовой линии ступиц колес под флюсом с предварительным подогревом колес не дала значительных изменений в отношении твердости и структурных превращений как в зоне термического влияния, так и в наплавленном металле. Как отмечалось ранее, это объясняется тем, что во время непрерывной наплавки по винтовой линии металл ступицы колеса сильно нагревается теплотой дуги к концу наплавки все колесо нагревается до более высокой температуры, чем при предварительном подогреве. Кроме этого, на структуру и твердость наплавленного металла и металла зоны термического влияния сильно действует теплота последующих наплавляемых валиков. [c.145]

Под действием тепла дуги нагревается свариваемый металл, причем температура нагрева постепенно понижается по мере удаления от шва. Вследствие этого в зоне термического влияния происходят структурные превращения и изменения свойств металла в соответствии с температурами нагрева и скоростями охлаждения нагре-того металла. [c.239]

Под действием тепла дуги основной металл, непосредственно прилегающий к сварочной ванне, нагревается до высокой температуры и вследствие этого в зоне термического влияния происходят структурные превращения. [c.56]

При сварке малоуглеродистой стали тепловое воздействие дуги не вызывает существенных изменений свойств околошовной зоны и режим, выбранный исходя из условий наилучшего формирования шва, обеспечивает необходимые качества сварного соединения. При сварке же легированных сталей как в металле шва, так и в зоне термического влияния могут произойти такие структурные превращения, которые окажут существенное воздействие как на прочностные, так и на пластические свойства сварного соединения. Поэтому удовлетворительное формирование швов является необходимым, но [c.500]

Значительная часть тепла сварочной дуги, выделенная в зо-ше сварки, в результате теплопроводности отводится в основной металл. Основной металл зоны термического влияния нагрева- тея до высоких температур и вследствие этого претерпевает >структурные превращения. Температура нагрева участков зоны термического влияния, удаленных на разное расстояние от сварного щва, различна. Кроме того, эти участки нагреваются И охлаждаются с различной скоростью. В зоне термического влияния практически происходит. своеобразная термическая обработка, причем отдельные участки зоны термического влияния, различно удаленные от сварного щва, имеют различные термические циклы. Вследствие этого в зоне. термического влияния наблюдается целый ряд структур, более или менее плавно переходящих одна в другую от сварного шва к основному металлу. [c.36]

Теплота, выделяемая при сварке, распространяется вследствие теплопроводности в основной металл. В каждой точке околошовной зоны температура вначале нарастает, достигая максимума, а затем снижается. Чем ближе эта точка расположена к границе сплавления, тем быстрее в ней происходит нагрев металла и тем выше максимальная температура нагрева. Поэтому структура и свойства основного металла в различных участках зоны термического влияния различны. Протяженность зоны термического влияния и характер структурных преврашений в ней зависят от состава и теплофизических свойств свариваемого металла, способа и режима сварки, типа сварного соединения и т.п. Основной металл — нагартованный или после отжига на снятие напряжений — претерпевает в этой зоне возврат и рекристаллизацию. Если свариваемый материал является полиморфным, т. е меняет кристаллическую решетку в зависимости от температуры, то в зоне термического влияния сварки происходят фазовые превращения. Степень развития этих превращений в каждом слое зоны зависит от максимальной температуры нагрева слоя, длительности нахождения выше температуры фазового превращения, скорости нагрева и охлаждения. [c.52]

В настоящее время исследователи и практики в области сварки располагают более широкими возможностями воздействия на металл сварных швов, чем на основной металл в зоне термического влияния и особенно в околошовной ее участке. К этим мерам улучшения свойств сварных швов относятся использование присадочного металла, отличающегося от основного металла химическим составом или малым содержанием вредных примесей применение защитных газов или специальных модифицирующих галоидных бескислородных флюсов, сварка без присадочного металла и т. д. Известные меры воздействия на основной металл в околошовной зоне и других участках зоны термического влияния (регулирование скорости охлаждения, длительности пребывания металла выше определенной критической температуры и т. п. путем изменения погонной энергии источников теплоты, применения специальных видов технологии многослойной сварки и подогрева, термообработки до и после сварки) не всегда приводят к положительным результатам. В большинстве случаев это обусловлено недостаточной исследованностью кинетики фазовых превращений и структурных изменений в специфических условиях термического цикла сварки, а в ряде случаев неудачной композицией основного металла и неправильным выбором присадочных материалов. [c.8]

Монография состоит из семи глав. В гл. I рассмотрены основные положения теории фазовых превращений в металлах и сплавах в твердом состоянии, а также закономерности превращений железа, титана и их сплавов в изотермических условиях. В гл. II показаны условия их протекания в зоне термического влияния при сварке плавлением. В гл. III описаны новые методы и аппаратура для изучения кинетики фазовых превращений и изменений структуры и свойств металлов в неравновесных условиях при сварке и термомеханической обработке, а также для исследования задержанного разрушения и образования холодных трещин. В гл. IV приведены результаты исследования превращений при непрерывном нагреве, кинетики роста зерна и гомогенизации аустенита и Р-фазы сплавов титана при сварке. В гл. V рассмотрены основные закономерности фазовых превращений в условиях непрерывного охлаждения при сварке. В гл. VI изложен механизм задержанного разрушения сталей и сплавов титана, установлены критерии оценки этого явления и показано влияние легирующих элементов, параметров термического цикла и жесткости сварных соединений на" сопротивляемость этих материалов образованию холодных трещин при сварке. В гл. VII приведены характеристики свариваемости сталей и сплавов титана различных структурных классов и систем легирования, сформулированы критерии выбора технологии и режимов их сварки и показаны пути регулирования структуры и свойств сварных соединений как в процессе сварки, так и при последующей термической, термомеханической или механико-термической обработке. [c.10]

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]

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]

При сварке сплавов, естественно и искусственно состаренных, структурные изменения в зоне термического влияния зависят от вида старения, однако в обоих случаях наиболее полные превращения наблюдаются при длительном тепловом воздействии на металл. Для сплавов, подвергающихся, например, естественному старению (сплавы АВ системы А1 — Си — Mg с упрочняющей фазой Mg2Si сплавы Д1 и Д16 системы А1 — Си — Mg с упрочняющими фазами СиА12 и Al2 uMg и др.), можно отметить такие характерные участки в зоне термического влияния [c.386]

Трещины являются наиболее опасным дефектом сварного соединения. Они могут образовываться как в самом шве, так и в основном металле, в зоне термического влияния. Причинами возникновения трещин являются внутренние напряжения, возникающие в металле в результате неравномерного нагрева и структурных изменений в зоне термического влияния повышенная хрупкость металла при температурах, близких к линии со-лидуса жесткость свариваемого узла или конструкции. Чаще всего образование трещин наблюдается при сварке жестких конструкций из сталей, подверженных закалке, в которых зона термического влияния обладает пониженными пластическими свойствами. При сварке закаливающихся конструкционных сталей, претерпевающих в околошовной зоне объемные изменения, связанные с мартенситными превращениями, внутренние напряжения достигают особенно больших значений и во многих случаях, при значительной хрупкости металла, приводят к образованию трещин. [c.189]

Структурные превращения не оказывают значительного влияния на ОСП, так как в зоне термического влияния (в области, ограниченной интервалом от О до 5 мм от шва), где происходили структурные превращения, действуют поперечные и продольные напряжения, близкие к пределу текучести основного металла. Данный факт связан с многопроходностью сварки и может быть объяснен следующим образом. [c.287]

Как известно, шероховатость или чистота поверхности при механической обработке определяется в первую очередь прочностными свойствами обрабатываемого материала. При сварке плавлением воздействие термического цикла сварки вызывает в металле структурно-химические изменения, обус-ловливаюшие неоднородность прочностных свойств сварного соединения. Так, сварные соединения, выполненные из закаленных низколегированных сталей, характеризуются двумя основными участками неоднородности в зоне термического влияния (1 — разупрочненный участок, обусловленный сварочным нагревом стали до температуры Ас 2 - участок полной перекристаллизации, нагревающийся выше температуры конца фазового а—у превращения вплоть до температуры плавления). Регламентируемый уровень прочности сварных соединений из стали 09Г2С соответствует разупрочнению участка 1 на 11—13 % и упрочнению участка 2 на 8—10 %. Для стали 16ГМЮЧ соответственно 15—17 % и 10—13 %. В отдельных случаях относительное разупрочнение свариваемых сталей может превышать 40%. [c.91]

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]

Прилегающий к наплавленному металлу участок основного металла, в котором под действием источников теплоты произошли структурные изменения, называется зоной термического влияния, или околошовной зоной. Околошовная зона по своей структуре не однородная, так как участки ее нагреваются до различных температур, начиная от температуры плавления и кончая температурой 100°С. Зона термического влияния при всех способах наплавки неизбежна, и независимо от химического состава основного металла в ней можно выделить три области. Первая — область, характеризующаяся температурой нагрева металла до жидкого или твердо-жидкого состояния вторая — с температурой нагрева, достаточной для полного или частичного претерпевания фазовых превращений третья —область, у которой температура недостаточна для протекания этих процессов, но в ней сохраняются изменения, вызванные деформацией металла под действием сварочных напряжений. Основной металл, следующий за третьей областью, не претерпевает пластических деформаций хотя в нем и существуют сварочные напряжения. [c.25]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...