Микротрещины в сварных соединениях

Микротрещины в сварных соединениях часто не оказывают заметного влияния на прочность. Однако встречаются случаи, когда микротрещины обладают тенденцией к слиянию, дальнейшему распространению по конструкции в этих случаях они становятся опасными. Склонность к распространению трещин зависит от вязкости [c.92]

Микротрещины в сварных соединениях 92 Мост ведущий автомобиля — Условия работы 323 [c.372]

В сварных соединениях не допускаются следующие дефекты трещины всех видов и направлений, расположенные в, металле шва, по линии сплавления и в околошовной зоне основного металла, в том числе и микротрещины, выявляемые при микро-исследовании [c.28]

В образовании холодных трещин при сварке сталей и сплавов титана существенную роль играет водород. В сварных соединениях стали атомарный водород перемещается путем диффузии из металла шва в околошовную зону, где скапливается в микропустотах и в несовершенствах кристаллической решетки. При соединении атомарного водорода в молекулы развиваются высокие давления, которые ведут к развитию в окружающих объемах металла напряжений второго рода. Возможна также адсорбция водорода на поверхности или в вершине образовавшейся микротрещины, в результате чего сильно снижается прочность металла. [c.578]

Концентрация напряжений, определяемая конструктивными формами сопряжений и узлов сосуда, может быть сведена к минимуму в результате умелого проектирования. Труднее предотвратить или устранить концентрацию напряжений, вызываемую технологическими дефектами и отклонениями от принятых проектом форм. Технологические дефекты могут быть как в основном металле изделия в виде царапин и других поверхностных повреждений, так и в сварных соединениях в виде отдельных несплошностей (поры, микротрещины, непровары), нарушений формирования шва и смещения кромок. В сосудах из высокопрочных материалов такого рода дефекты крайне опасны. Однако в процессе изготовления полностью исключить их появление не удается. Поэтому большое внимание приходится уделять мероприятиям по их предотвращению, обнаружению и исправлению. [c.550]

Изложенные экспериментальные и расчетные данные подтверждают правомерность гипотезы о существенной роли вакансий в механизме зарождения микротрещин при испытании закаленной стали на задержанное разрушение или при возникновении холодных трещин в сварных соединениях. Таким образом, при объяснении механизма зарождения холодных трещин в закаленной стали недостаточно исходить только из наличия границ зерен, которые вследствие неупорядоченного строения и резких [c.215]

По результатам металлографического исследования сварные соединения бракуют в тех случаях, когда имеются макро- и микротрещины в наплавленном металле, а также в основном металле по зонам сплавления и термического влияния [c.599]

Сварные соединения бракуют, если при ультразвуковой дефектоскопии или просвечивании обнаружены дефекты трещины всех видов и направлений, расположенные в металле шва, по линии сплавления и в околошовной зоне основного металла, в том числе и микротрещины, выявляемые при микроисследовании непровары (несплавления), [c.604]

Развитие микротрещины в макротрещину происходит вследствие пластической деформации в ее вершине при большем напряжении, чем в момент зарождения очага разрушения. Поэтому в металле при определенных условиях микротрещины могут не развиваться и не оказывать отрицательного влияния на работоспособность сварного соединения. [c.505]

Деформация и разрушение металлов в твердо-жидком состоянии давно привлекали внимание исследователей. Прежде всего укажем на работы Таммана 1374] и А. А. Боч-вара ]51], изучавших механизм разрушения твердо-жидких металлов. И. И. Новиков [182] исследовал деформацию и разрушение большого числа цветных сплавов под влиянием внешней нагрузки. В соответствии с его данными разрушение твердо-жидких металлов происходит путем распространения магистральных трещин, полностью разделяющих образец на части. Полному разрушению предшествует образование многочисленных микротрещин, обнаруживаемых в структуре и по изменению плотности образцов. Б. А. Мов-чан [174] и Н. Н. Прохоров [200] исследовали рост горячих трещин при формировании сварных соединений и разрушение вдоль полигональных границ. Характерной особенностью разрушения сплавов в твердо-жидком состоянии является образование межзеренных трещин. [c.100]

Аустенитные стали имеют низкую теплопроводность и высокий температурный коэффициент линейного расширения, что обусловливает перегрев металла в зоне сварки и возникновение значительных деформаций изделия. Основные трудности сварки рассматриваемых сталей и сплавов обусловлены высокой степенью легирования и разнообразием условий эксплуатации сварных конструкций. Основная особенность сварки таких сталей — склонность к образованию в шве и околошовной зоне горячих трещин в виде как мельчайших микротрещин, так и трещин значительных размеров. Образование горячих трещин связано с формированием при сварке крупнозернистой макроструктуры. Применение методов, способствующих измельчению кристаллов, повышает стойкость шва против образования горячих трещин. Эффективным средством является создание аустенитно-ферритной структуры металла щва. Получение аустенит-но-ферритных швов достигается путем дополнительного легирования металла шва хромом, кремнием, алюминием, молибденом и др. В сварных швах изделий, работающих как коррозионно-стой-кие при температуре до 400 °С, допускается содержание феррита до 25 %. В изделиях из жаропрочных и жаростойких сталей, работающих при более высоких температурах, содержание феррита ограничивают 4—5 %. Значительные скорости охлаждения при сварке и диффузионные процессы, происходящие при повышенных температурах в процессе эксплуатации, приводят к сильному охрупчиванию металла сварных соединений жаропрочных сталей и к потере прочности при высоких темпера- [c.334]

Вопросы, связанные с хрупкими разрушениями сварных соединений, давно занимают сварщиков. Особое внимание, естественно, привлекают к себе проблемы борьбы с горячими трещинами. Известно, что в готовой сварной конструкции их бывает очень трудно обнаружить. Между тем, наличие горячих микротрещин может привести к разрушению не только сварного соединения, но и целиком всей конструкции в процессе ее эксплуатации. [c.172]

Метод МПК назначается в основном для выявления поверхностных трещин и микротрещин в изделиях независимо от их конфигурации и массы, МГК - для выявления внутренних продольных непроваров в сварных швах стыковых соединений крупногабаритных резервуаров и магистральных трубопроводов, МФК - для создания автоматизированных систем и установок магнитного контроля. [c.210]

На рис, 5.118 показано изменение микротвердости в зависимости от расстояния по мере удаления от места зарождения трещины. Измерения выполнены на приборе ПМТ-3 при нагрузке 1 Н (100 г). Для исследования использован шлиф в плоскости листа (стенки резервуара) после снятия поверхностного 0,8-мм слоя металла. Как видно из рис. 5.118, наблюдается некоторое увеличение микротвердости в пределах зоны не более 0,09 мм. Это указывает на небольшую по величине зону пластической деформации в окрестности очага зарождения трещины. Естественно предположить, что степень пластической деформации в зоне собственно зарождения трещины была выше. Эта зона в последующем была съедена коррозией. По сути формирование микротрещин вдоль околошовной зоны как очага зарождения макротрещины имеет коррозионно-механическое происхождение. Дальнейшей локализации коррозионного износа у основания валика способствуют не только концентрация напряжений от действия кольцевых напряжений, но и угловатость сварного соединения, вызывающая появление изгибных напряжений. [c.371]

Испытания на усталость. Различные структуры и механические свойства сварных швов, зоны термического влияния иод воздействием переменных нагрузок могут привести к образованию микротрещин, а затем и к разрушению сварного соединения. Такое разрушение носит название усталостного, а состояние металла при этом называется усталостью. Для имитации процессов, происходящих в реальной конструкции, подверженной усталостному разрушению, образец сварного соединения подвергают действию переменных нагрузок — растяжению, сжатию, изгибу, кручению или комбинации этих нагрузок. Испытания проводят в той среде и при той температуре, которые соответствуют производственным условиям. Повторно-переменное приложение нагрузок к испытуемому образцу носит циклический характер. Предел выносливости характеризуется наибольшим напряжением, которое может вынести образец без разрушения при заданном числе циклов. Для сварных соединений это число составляет (2...10)10 . Машины для испытания на усталость имеют следующие основные механизмы приложения, измерения, регистрации заданных нагрузок и деформаций, подсчета циклов и автоматического отключения ири разрушении образца. Порядок проведения испытаний на усталость, формы и размеры образцов регламентируются ГОСТ 2860—65. [c.158]

Опыт эксплуатации ответственных металлических конструкций показывает, что изготовление сварных узлов без трещин еще не устраняет опасности разрушения хрупких материалов при работе в условиях сложного напряженного состояния и низких температур. Причинами разрушений могут быть конструктивные недостатки — наличие макроскопических концентраторов напряжений, дефекты сварных соединений — раковины, поры, шлаковые включения, подрезы по краю швов, а также различного вида несовершенства кристаллического строения металлов, например скопления дислокаций и вакансий, микротрещины и полости, роль которых как концентраторов напряжений резко возрастает в условиях эксплуатации. [c.175]

Рис. 293. Схема образования исходной микротрещины в наплавленном валике металла (а) и сварном соединении образца (б) [231]

В сварных соединениях сосудов не допуосаются также следующие внутренние дефекты трещины всех видов и направлений, в том числе микротрещины, выявленные при микроисследованиях не-провары (несплавления), расположенные в сечении сварного соединения свищи поры, шлаковые и вольфрамовые включения, выходящие за пределы норм смещения основного и плакирующих слоев в сварных соединениях двухслойных сталей свыше норм. [c.191]

Образование макротреш,ин в металле шва. При достаточной пластичности металла шва микротрещины, по-видимому, не могут развиваться в макротрещины за исключением случаев сварки толстостенных элементов, когда возникает объемное напряженное состояние. Однако при сварке легированных перлитных сталей, претерпевающих мартенситное или бейнитное превращение в околошовной зоне, в сварных соединениях, содержащих в достаточно высоких концентрациях легирующие примеси, микронадрывы могут развиваться в макротрещины. Это обусловлено такими факторами, как снижение температуры превращения у -> а, вызванное содержанием в металле шва легирующих элементов и водорода относительно меньшее вследствие этого выделение водорода в процессе охлаждения металла шва до температуры образования микротрещин, связанное с более высокой его растворимостью в у-железе и соответственно более полным его выделением при температуре образования надрывов или при дальнейшем охлаждении повышенная концентра- [c.159]

Коррозионное растрескивание под напряжением является следствием циклического механоэлектрохимического эффекта в агрессивных средах. В местах контакта среды с металлом ЗТВ, имеющим отмеченную выше неоднородность, и на участках концентрации напряжений в сварных соединениях (рис. 10.19) образуются микротрещины в результате функционирования микрокоррознонной пары вершина трещины (анод) - остальная поверхность под пассивирующей оксидной пленкой (катод). Накапливающиеся на аноде продукты коррозии закупоривают трещину и расклинивают ее. [c.58]

При аргонодуговой сварке поворотных угольников гидравлических соединений, изготовленных из стали мартенситного класса 20X13, качественное соединение получить очень трудно, так как сталь 20X13 при нагреве выше 1273 К склонна к трещинообразованию в зоне сварки и к самозакалке. Кроме того, возникаю-ш.ие из-за неоднородности структуры внутренние напряжения приводят к образованию микротреш,ин. Поворотные угольники гидравлических соединений подвержены воздействию вибрационных динамических нагрузок при больших давлениях. Поэтому наличие в сварных соединениях микротрещин недопустимо. При температурах ниже 1273 К микротрещины не наблюдаются. Перечисленные недостатки отсутствуют при диффузионной сварке поворотных угольников [1, 2]. Поворотные угольники гидравлических систем сварены при Г — 1213-4-1233 К, р— = 15,7 МПа, = 10 мин я р = 0,13 Па. Микроструктурный анализ поворотных угольников показал отсутствие микротрещин и других внутренних дефектов. При диффузионной сварке в результате вакуумного отжига в процессе охлаждения сваренных конструкций в сварочной камере самозакалка стали 20X13 не происходит. Сваренные конструкции испытывали гидравлическим давлением при 175 МПа. Течи и другие дефекты после испытаний не обнаружены. Партию поворотных угольников испытывали на вибростенде при температурах 288—343 К и давлении 31 МПа со скоростью нагружения три цикла в минуту. После испытаний течи также не обнаружены. [c.132]

I-I и II-I1 на рис. 2.1, б), что твердость в сварном шве (33-35 HR ) и в ЗТВ (37 HR ) значительно выше допустимой. В последующем исследуемый образец был подвергнут высокому отпуску нагревом до 700-720°С в течение 15 минут. Результаты измерения твердости соединения, подвергнутого такой термообработке (см. кривую III-III рис. 2.1, б) показали, мп . максимальная твердость в этих случаях находится в пределам допустимой. При рассмотрении микрошлифа в металле сварного шва была обнаружена магистральная трещина, расположенная во втором слое, и многочисленные разветвления микротрещины. На фотографии (рис. 2.1, в) показаны микрогре щины, расположенные вблизи линии сплавления с основным металлом. [c.78]

Таким образом, при эксплуатации сварных соединений закаливающихся сталей, имеющих в околошовных зонах широкие хрупкие прослойки и по зонам сплавления различные зародышевые дефекты в виде микротрещин и микронадрывов, можно ожидать преждевременного разрушения стыков. Вероятность разрушения повышается в стыках с конструктивными и технологическими концентраторами напряжений. Исходя из вышеизложенного анализа работоспособности сварных соединений жаропрочных сталей 15Х5М в эксплуа- [c.88]

Контроль качества сварных соединений из нержавеющих сталей осложняется невозможностью обнаружения микротрещин гамма- и рентгенографированием. Ультразвуковой контроль свар--ных соединений аустенитных сталей также недостаточно надежен, поэтому особое значение приобретает пооперационный контроль. Подлежащие сварке крод и и прилегающие участки зоны основного металла зачищают по ширине не менее чем на 20 мм, обезжиривают и подвергают осмотру. Тщательному осмотру снаружи и изнутри подвергаются корневые проходы в швах. Контроль сварки аустенитных сталей осуществляется травлением наружной поверхности швов. Крупные дефекты сварки (непровары, зашлаковка, макротрещины и т. д.) обнаруживаются гамма- и рентгенографией. [c.159]

В контрольных сварных соединениях не допускаются следующие дефекты отступления от заданных размеров трещины всех видов и направлений, расположенные в металле шва и в околошовной зоне основного металла, в том числе и микротрещины, выявляемые при микроисследовании непровары (несилавления), расположенные на поверхности и по сечению сварного соединения (между отдельными валиками и слоями шва и между основным металлом и металлом шва) неировары в вершине (корне) угловых и тавровых сварных соединений, выполненных без разделки кромок, а такл<е стыковых сварных соединений, выполненных на подкладках [c.48]

В связи с тем что растворимость диффузионно-подвижного водорода при нормальной температуре в низколегированных сталях мала, давление его в несплошностях жаропрочной перлитной стали может достигать 0,0981 10 МПа, что может приводить к образованию микротрещин (флокенов) в охрупченных участках сварного соединения. В связи с этим для сварки рекомендуют использовать низководородные сварочные материалы (электроды с основным покрытием, осушенные защитные газы, прокаленные флюсы). [c.319]

Одним из существенных факторов повышения стойкости против околошовного растрескивания этих сталей при сварке является уменьшение размера зерна основного металла. Как показано на рис. 22, при этом заметно снижается относительная повреждаемость границ зерен околошовной зоны за счет уменьшения величины межзеренного сдвига и границ, по которым этот сдвиг прошел. На рис. 114 приведены микроструктуры околошовной зоны сварного соединения повышенной жесткости (б = 60 мм) стали ЭИ612К при исходном з рне основного металла 1 и 7 баллов. В первом случае при исследовании образцов после сварки выявились микротрещины по границам в пределах 1—2 зерен от линии раздела (рис. 114, а). При умеренной величине зерна околошов-ная зона была полностью свободна от трещин (рис. 114, б). [c.219]

Одним из вариантов такой ситуации является случай, когда разрушение возникает во внутренних объемах материала листа путем микрорастрескивания и образования разрывов, формирующих микротрещины в нескольких плоскостях, параллельных поверхности листа (слоистые трещины СТ). Возникновение слоистых трещин наблюдается [1-6] преимущественно в зоне термического влияния сварного соединения с последующим выходом в основной металл (рис. 4.1). Склонность сварного соединения к слоистому растрескиванию определяется влиянием трех основных факторов свойствами стали в направлении толщины листа, конструкцией сварного узла и технологией сварки. Первый фактор имеет доминирующее значение и его рассмотрению уделено особое внимание, включая исследования причин и механизмов СР, разработку методов испытаний и оценку сопротивления стали разрушению. [c.90]

В процессе эксплуатации основную нафузку воспринимал ограниченный по размерам легированный участок шва 09X1 МФ как более релаксационно-стойкий, что в результате вызвало зарождение и развитие повреждения сварных соединений по механизму ползучести. Помимо магистральной трещины в каждом из сварных стыков металл швов быт поражен микротрещинами и порами ползучести. [c.108]

Трещина в зоне разупрочнения старого шва при эксплуатации паропровода при температуре выше 510 °С. Кольцевая трещина с наружной поверхности развивается вдоль шва на расстоянии 2-А мм от линии сплавления с подварочным швом 4.П2, а Межкристаллитный характер повреждения. На ранней стадии гфотекает процесс зарождения и развития пор ползучести, их слияния в микротрещины с образованием и развитием макротрещины. Наличие пор ползучести в оставшейся части ремонтируемого старого шва ускоряет процесс развития его повреждения после ремонта гфи дальнейшей эксплуатации Технологические причины подварка старого шва, пораженного порами ползучести повышенное тепло-вложение при сварке подварочного шва (завышена температура подогрева и сила тока). Дополнительные причины пониженная жаропрочность длительно эксплуатируемого металла шва, как менее легированного участка сварного соединения по отношению к основному металлу — свариваемой стали [c.268]

По результатам визуального послойного контроля сварные швы признают непригодными и исправляют, если будут выявлены следующие дефекты трещины всех видов и направлений, свищи и пористость наружной поверхности шва смещение и совместный увод кромок свариваемых элементов свыше норм, предусмотренных ОСТ 26-291—71 несоответствие формы и размеров швов требованиям стандартов, технических условий или чертежам на изделие. По результатам вскрытия сварные швы признают непригодными и исправляют, если будут выявлены следующие внутренние дефекты трещины всех видов и направлений, расположенные в металле шва, по линии сплавления и в околошовной зоне основного металла, в том числе микротрещины, выявленные при микроисследовании, непровары (несплавления), расположенные в-сечении сварного соединения (между отдельными валиками и слоями шва и между основным металлом и металлом шва), свищи, поры в виде сплошной сетки единичные шлаковые и газовые включения глубиной свыше 10 % толщины стенки s и более 3 мм, длиной более 0,2 s при s до 40 мм и длиной более 8 мм, при S свыше 40 мм цепочки пор и шлаковых включений, имеющие суммарную длину дефектов более толщины стенки на участке шва, равном десятикратной толщине стенки, а также имеющие отдельные дефекты размерами, превышающими указанные выше скопления газовых пор и шлаковых включе11ий на отдельных участках шва свыше 5 на 1 см площади шва, максимальный линейный размер отдельного дефекта по наибольшей протяженности не должен превышать 1,5 мм, а сумма линейных размеров не должна превышать 3 мм. [c.201]

Металлографические исследования показывают, что микроструктура металла на раскатанных кромках — крупнозернистая (видманштеттова), имеются поры и микротрещины. По мере удаления в глубь шва структура становится все более близкой к структуре исходного металла (участок нормализации с мелким зерном), а непосредственно в зоне сварки имеется участок перекристаллизации (старые зерна феррита, между которыми расположены новые, более мелкие зерна). Образцы сварного соединения, вырезанные поперек шва, выдерживают перегиб на 180° и испытания на разрыв при напряжениях 0,85—0,95 от предела прочности исходного металла. Разрыв образцов происходит в местах концентрации напряжении в зоне термического влияния, обусловленных наличием рисок и задиров на трубе, как правило, неизбежно появляющихся в формовочном устройстве втулочного типа. Наличие таких поперечных концентраторов напряжений не приводит к снижению прочности всей трубы, так как ее разрыв происходит не от осевых, а от радиальных напряжений, в два раза превышающих осевые. [c.177]

Известен и другой вариант этого метода 40]. Пластину размером 1,6X180X180 мм проплавляют вольфрамовым электродом в атмосфере инертного газа в направлении прокатки (шесть швов параллельно). Затем вдоль швов вырезают образцы размером 12X90 мм. Образцы нагревают по сварочным циклам с различными максимальными температурами и подвергают растягивающим нагрузкам определенной величины. Последующим металлографическим исследованием фиксируют наличие микротрещин и определяют минимальную деформацию (запас пластичности) сварного соединения. [c.117]

Примером коррозионного растрескивания с контролирующим сорбционным фактором является разрущение сварных соединений титановых сплавов при коррозии с водородной деполяризацией в кислых средах [5] (рис. 6), В этом -случае основная роль в разрушении принадлежит явлениям сорбции водорода при катодных процессах. Разрушение защитной пленки при электрохимической коррозии создает предпосылки для интенсивной адсорбции водорода титаном. Адсорбированный водород вступает в химическое взаимодействие с титаном, образуя гидридную пленку. В результате диффузии водорода через гидридную пленку в объеме металла образуются гидриды титана, которые располагаются преимущественно по границам зерен и плоскостям скольжения. Локализация электрохимического процесса способствует локализации наводороживания. Образование ги-др<идов на поверхности и прилегающей области приводит к снижению прочностных свойств поверхности, концентрации напряжений и возникновению начальных микротрещин в условиях напряженного состояния. [c.74]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...