Кристаллизация сварных швов

В реальных условиях кристаллизации сварных швов, даже в случае сварки на мягких режимах, диффузия в твердую фазу незначительна и поэтому полного выравнивания концентраций не происходит. Значительно большее значение имеет процесс отвода примеси из зоны концентрационного уплотнения в жидкую фазу. Скорость протекания этого процесса зависит от температуры расплава, свойств примеси и жидкой фазы, а также от внешних воздействий — конвективного, электромагнитного или механического перемешивания. [c.456]

Процесс кристаллизации сварных швов отличается от кристаллизации слитков высокими скоростями кристаллизации, поскольку после интенсивного нагрева металла концентрированным источником тепла происходит быст-- ый отвод тепла в свариваемое отделение. Скорость охлаждения сварных швов исчисляется десятками и сотнями градусов в секунду. [c.57]

Процесс кристаллизации сварных швов отличается от кристаллизации слитков высокими скоростями кристаллизации, поскольку после интенсивного нагрева металла концентрированным источником тепла происходит быстрый отвод тепла в свариваемое изделие. Скорость [c.58]

Кристаллизацию сварных швов изучают металлографическим методом, путем исследования образовавшейся структуры. Металлографическим методом установлено, что в верхней части швов располагаются наиболее крупные, а в нижней наиболее мелкие кристаллиты. В средней части швов кристаллиты имеют удлиненную форму (транскристаллитное строение), а в верхней части швов ветвистую форму (дендритное строение). [c.59]

Процесс кристаллизации сварных швов осуществляется прерывисто, чем объясняется появление кристаллизационных слоев, каждый из которых состоит из нескольких основных участков (рис. 24) нижнего — с небольшим содержанием углерода, серы и фосфора (имеющего наиболее интенсивное почернение при травлении) среднего — наиболее широкого, характеризующегося сравнительно однородным почернением и содержащего углерод, серу и фосфор в тех же количествах, что и металл шва, а также верхнего, — характеризующегося интенсивным ослаблением почернения. [c.59]

Кристаллизацию сварных швов изучают металлографическим методом, путем исследования образовавшейся структуры. Металлографическим методом установлено, что в верхней части швов располагаются наиболее крупные, а в нижней наи- [c.93]

Методы регулирования первичной кристаллизации сварных швов. Первичная структура шва оказывает большое влияние на многие свойства наплавленного металла, особенно если в последующем он не подвергается термической обработке, прокатке или ковке. Поэтому важно, чтобы первичная структура была мелкозернистой и по возможности равноосной, с незначительной химической неоднородностью. Тогда свойства металла будут достаточно высокими и без последующей обработки. Рассмотрим пути регулирования процессов первичной кристаллизации. [c.283]

Температура жидкого металла сварочной ванны обычно значительно выше, чем при литье. Перегрев металла сварочной ванны в сравнении с температурой плавления сплава данного состава достигает нескольких сот градусов. Скорость охлаждения металла сварных швов вследствие небольших объемов сварочной ванны и высокого теплоотвода во много раз превышает скорость охлаждения отливок. Поэтому физико-химические процессы при кристаллизации сварных швов, например диффузия, ликвация и др., приобретают иной характер, чем при кристаллизации отливок. [c.39]

При закалке со-фаза образуется при следующих содержаниях элементов, в двойных сплавах титана (в %) Ре — 4, Мо — 5, Мп и Со — 5,5, Сг — 6, N1 и Ш — 7,5, V — 13, МЬ — 18 [18] в работе [21] было показано, что образованию со-фазы в сплавах типа ВТ-6 и более легированных сплавах с ванадием (до 10%) способствует химическая неоднородность по ванадию, обусловленная ликвацией этого элемента при кристаллизации сварных швов или в результате сегрегации в твердом состоянии по границам зерен в околошовной зоне. При этом рсо превращение начинается в обедненных участках р-фазы. Эти исследования подтвердили также высказанное в работе [19] предположение о том, что образованию ю-фазы предшествует предварительное перераспределение р-стабилизирующих элементов еще в р-фазе с образованием обедненных и обогащенных ими субмикроскопических участков р-фазы. На этом основании р со превращение при старении сравнивают с превращением аустенита в бейнит в сталях [19]. [c.18]

Схема кристаллизации сварных швов. Рост кристаллитов в сварном шве происходит нормально к фронту кристаллизации, т. е. к изотермической поверхности кристаллизации (ИПК), соответствующей Гпл. Поскольку при сварке сварочная ванна перемещается, то ось растущего кристаллита является ортогональной траекторией к семейству ИПК, смещенных по оси шва. Определенные трудности заключаются в математическом описании ИПК методами теории тепловых процессов при сварке. Для инженерных решений ИПК аппроксимируют уравнением эллипсоида с полуосями L, Р, Н, которые соответствуют длине затвердевающей задней части сварочной ванны, половине ее ширины и глубине проплавления [1]. В зависимости от схемы нагреваемого тела и типа источника теплоты ИПК может быть эллипсоидом с двумя равными полуосями (точечный источник на поверхности полубесконечного тела, Р = Я), эллиптической цилиндрической поверхностью (линейный источник по толщине листа, Н = 6) или частью фиктивного эллипсоида (точечный источник на поверхности плоского слоя, р<Р и hпроцесс кристаллизации и оси кристаллитов являются Пространственными кривыми. При этом поскольку поперечное сечение сварочной ванны является кругом (P = Я = L), то форма осей всех кристаллитов аналогична форме кристаллитов на ее [c.100]

Однофазная кристаллизация сварных швов жаропрочных аустенитных сталей приводит к формированию крупнокристаллической столбчатой первичной структуры с сильно выраженной ликвационной неоднородностью по Сг, №, ЫЬ, В, С и т. д. В результате ликвации образуются легкоплавкие карбидное, [c.265]

Металлу аустенитных сварных швов характерна ячеистая, дендритная или смешанная форма кристаллизации, что предопределяет образование крупных столбчатых кристаллов с обогащением междендритных участков примесями, образующими легкоплавкие фазы [2, 3]. Высокие скорости кристаллизации сварных швов при дуговой сварке обусловливают в них сравнительно слабо развитую зональную и значительную микрохимическую дендритную неоднородность в результате ликвации в первую очередь таких элементов, как Р, S, С, Мо, Si, Ti и др. [c.276]

Дендритная ликвация серы, фосфора и марганца в сварных швах на низкоуглеродистой стали исследовалась методами металлографии [4, 47] и авторадиографии [83, 104, 105]. Количественная информация о влиянии указанных элементов на дендритную ликвацию серы, фосфора и марганца была получена авторадиографическим методом применительно к швам, выполненным автоматической сваркой под флюсом [83, 104, 105]. Применительно к условиям кристаллизации сварных швов монтажных стыков трубопроводов, выполненных покрытыми электродами, такого рода исследования не проводились. [c.21]

Поры в сварных швах образуются в процессе кристаллизации сварного шва в результате выделения газов из пересыщенного газами затвердевающего металла. Причины появления пор насыщение жидкого металла сварочной ванны газами вследствие повышенной влажности электродных покрытий, флюсов, защитных газов (водородом), нарушения защиты (азотом) и интенсивных окислительных процессов в шве (оксидом углерода) охлаждение сварных швов при кристаллизации с большой скоростью, вследствие чего затрудняется выход пузырьков газа из кристаллизующегося шва в атмосферу. [c.232]

Назначение. Дефектоскопия просвечиванием рентгеновскими лучами деталей, металлов, сплавов, сварных швов, отливок, биметаллических изделий, исследование остаточных напряжений в деталях, изучение процессов кристаллизации металлов, структурный анализ, анализ процессов превращений в сплавах в результате обработки организация и контроль цеховых рентгеновских лабораторий. Рентгеновские лаборатории в качестве самостоятельных специальных лабораторий создают на крупных (ведущих) заводах на средних заводах — входят в состав металлофизических лабораторий на малых заводах, как правило, не создают. [c.177]

Горячие трещины образуются в период кристаллизации сварного шва, когда металл находится в двухфазном твердожидком состоянии. В этом состоянии металл имеет очень малые пластичность и прочность. В результате развития внутренних сварочных деформаций растяжения возможно разрушение по незатвердевшим жидким прослойкам между кристаллитами. Условие такого разрушения - превышение величины сварочных деформаций минимальной пластичности металла шва в интервале кристаллизации. Как правило, горячие трещины образуются вдоль оси сварных швов в зоне стыка столбчатых кристаллитов, где завершается кристаллизация шва (см. рис. 5.48, а). Горячие трещины могут образовываться в сварных швах сплавов различных металлов, особенно имеющих широкий интервал кристаллизации. Склонность к горячим трещинам повышается при наличии в металле шва вредных примесей, которые обладают повышенной способностью к ликвации и образованию легкоплавких соединений. Последняя равносильна увеличению интервала кристаллизации, т.е. времени пребывания металла в двухфазном состоянии. [c.275]

Увеличение скорости сварки приводит к увеличению скорости кристаллизации и сопровождается заметным измельчением первичной структуры сварных швов аустенитных сталей (рис. 32). С увеличением скорости сварки измельчение структуры происходит даже при равной погонной энергии. [c.118]

Изменения скорости охлаждения швов при сварке углеродистых и низколегированных сталей, как показала С. А. Островская, оказывают существенное влияние на характер вторичной кристаллизации (выделения перлитной составляющей) и во многом определяют механические свойства сварных швов. При сварке аустенитных сталей и сплавов изменение условий теплоотвода, скорости охлаждения, мало влияет на вторичную структуру шва оно сказывается главным образом на полноте выделения избыточной фазы по границам зерен аустенита. Чем медленнее остывает сварной шов, тем большее количество избыточной фазы выпадает по границам зерен. [c.122]

Д 3 ы к о в и ч И. Я. Исследование структуры и условий кристаллизации металла сварных швов на хромоникелевых аустенитных сталях. Автоматическая сварка , 1962, № 11. [c.162]

Вольфрам и молибден отличаются высокой растворимостью в твердом состоянии в железе, хроме и никеле. Отличительной особенностью соответствующих диаграмм состояния является очень малая разность температур затвердевания основного компонента Fe, Ni, Сг) и эвтектики. Вследствие этого интервал кристаллизации доэвтектических сплавов настолько мал, что можно не опасаться появления горячих трещин при сварке хромоникелевых аустенитных сталей. Будучи ферритизаторами, вольфрам и молибден повышают стойкость против горячих трещин сварных швов стали типа 18-8. Положительное действие этих элементов слабее, чем ванадия, титана, алюминия. [c.207]

Рис. 27. Схема первичной кристаллизации сварных швов а — аустенитного и б — аустенитно-ферригного

Рис. 27. Схема <a href="/info/1563">первичной кристаллизации</a> сварных швов а — аустенитного и б — аустенитно-ферригного

ГЛУЗ-1,6-20 ГЛУЗ-2,5-20 ГЛУЗ-4,0-20 ПМС-1,6-20 ПМС-2,5-20 ПМС-4.0-20 Применение ультразвуковых колебаний для воздействия на процесс первичной кристаллизации сварных швов при сварке трудносвариваемых металлов и жаропрочных сплавоб. Дегазация и уплотнение швов при сварке алюминиевых сплавов. Ввод и равномерное распределение по сечению шва модифицирующих и легирующих добавок [c.467]

Процесс кристаллизации сварных швов осуществляется прерывисто, чем объясняется появление кристаллизационных слоев, каждый из которых состоит из нескольких основных участков (рис. 24) нижнегр — с небольшим содержанием углерода, серы и фосфора (имеющего наиболее интенсивное почернение при травлении) среднего — наиболее широкого, характеризующегося [c.57]

Кристаллизация металла шва. Процесс образования сварного соединения начинается с нагрева й расплавления основного и присадочного металлов. Кристаллитцией называется процесс образования зерен из расплавленного металла при переходе его из жидкого состояния в твердое. Процесс кристаллизации сварных швов отличается от кристаллизации слитков высокими скоростями. Различают первичную и вторичную кристаллизации. Первичная кристаллизация осуществляется Рис. 112. Схема хими- при ВЫСОКИХ скоростях охлаждения, Гм м вторичная начинается с распада пер- [c.216]

Н. Н. Прохоровым и А. С. Мастрюковой подробно изучены условия кристаллизации сварных швов и получен расчет схемы кристаллизации сварочной ванны. Одним из допущений в этом расчете является то, что ванна кристаллизуется непрерывно. Изотерма затвердевания для случая нагрева поверхности полу- [c.523]

Очень часто механизм кристаллизации металла шва сравнивают или даже отождествляют с кристаллизацией металла, залитого в металлическую изложницу. В действительности же между этими процессами существует большая принципиальная разница, без учета которой нельзя понять сущность кристаллизации сварных швов. Основные различия условий кристаллизации отливок и сварных швов состоят в следующем [22]. В отличие от отливок, в образовании сварного шва участвует металл свариваемых листов (изложница). Количество расплавленного основного металла при наплавке характеризуется долей участия основного металла в металле шва. При дуговой автоматической наплавке, например, доля участия освовного металла в металле шва может достигать 90% и более. Поэтому к материалу изложницы (основному металлу) при наплавке предъявляются особые требования как по составу, так и по свойствам. При литье же материал изложницы не участвует в образовании отливки. [c.39]

Горячие трещины образуются в пе1)иод кристаллизации сварного нша, когда металл находится в двухфазном гвердо-жидком состоянии. В этом состоянии металл имеет очень малые прочность и пластичность. В результате развития внутренних сварочных деформацн11 растяжения возможно разрушение по незатвердевшим жидкн.м прослойкам между кристаллитами. Как правило, горячие трещины образуются вдоль оси сварных швов в зоне стыка столбчатых кристаллитов, где завершается кристаллизация шва (рис. 5.49, а). Склонность к горячим трещинам повышается нри наличии в металле шва вредных примесей, которые обладают повышенной способностью к ликвации и образованию легкоплавких соединений. Последнее равносильно увеличению интервала кристаллизации, т. е. времени пребывания металла в двухфазном состоянии. [c.231]

Кристаллизационные трещины образуются, как правило, в сварном шве н реже в зоне полуоплавленных зерен. На рис. 12.45 представлены характерные места расположения горячих кристаллизационных трещин в сварном соединении. Подсолидусные трещины возникают в интервале температур второго минимума пластичности, расположенного ниже температуры солидуса. Сварной шов вследствие неравновесного процесса кристаллизации пересыщен дефектами кристаллической решетки, в том числе и вакансиями, которые при растяжении активно перемещаются к границам, расположенным перпендикулярно действующим усилиям. Такие скопления вакансий сильно ослабляют границы и создают предпосылки для возникновения зародышей разрушения. Необходимые условия для возникновения разрушения — межзе-ренная деформация или проскальзывание, возникающие как следствие воздействия термодеформационного цикла сварки. О наличии такого вида деформации свидетельствуют смещения кристаллизационных слоев на поверхности сварных швов (рис. 12.46). Смещения нередко сопровождаются значительной пластической деформацией в пограничных областях. Если по гра- [c.481]

Исследованы явления теплового охрупчивания сварных швов на хромоникелевых сталях, процессы кристаллизации сварочной ванны (В. И. Дятлов, Н. И. Коперсак). [c.24]

Магниевые сплавы склонны к образованию кристаллизационных трещин, так как имеют большой температурный интервал кристаллизации и в сплавах возможно образование легкоплавких эвтектик Mg u (Гпл = 485 °С), MgAl (Гпл = 436 °С), MgNi Т = 508 °С). Рекомендуют начало и конец сварных швов выполнять на выводных планках, в первую очередь выполнять более длинные и с большим поперечным сечением сварные швы. [c.451]

В заключение следует остановиться еще на одном виде пористости сварных швов, возникающей при сварке металла с чрезмерно высоким содержанием водорода. Известно, что никель при кристаллизации растворяет в себе вдвое больше водорода, чем аустенитная сталь. Особенно много водорода содержится в электролитическом никеле. При сварке никеля или нераскисленных [c.96]

Характер микроструктуры сварных швов аустенитных сталей в значительной степени определяется процессом первичной кристаллизации сварочной ванны. В отличие от жидкой стали, затвердевающей в изложнице, в сварочной ванне всегда существует готовая поверхность раздела между жидкой и твердой фазами — частично оплавленные дугой зерна основного металла или столбчатые кристаллы нижележащего сварного шва. Они служат подкладкой, с которой начинается рост кристаллов в сварочной ванне (рис. 24). Вследствие этого существует непосредственная связь между величиной зерна аустенитной стали и сечением столбчатых кристаллов, вырастающих из этих зерен. Чем крупнее зерно стали, тем крупнее кристаллы шва, и наоборот, чем мельче зерно стали, тем тоньше столбчатые кристаллы (рис. 24, а и б). К- В. Лю-бавский и Ф. И. Пашуканис впервые показали, что, подвергнув чеканке подлежащие ручной сварке кромки аустенитной стали и измельчив таким образом зерно в основном металле, можно в значительной степени измельчить и строение аустенитного шва. Аналогичная картина наблюдается и в случае сварки литых жаро- [c.102]

Азот действует и как аустенитизатор, и как инокулятор, измельчая структуру аустенитно-ферритных сварных швов. Структуру чистоаустенитных швов он измельчает главным образом, увеличивая число центров кристаллизации в виде тугоплавких нитридов. [c.114]

Условия сварки, режим сварки, направление теплоотвода, скорость кристаллизации и охлаждения, объем сварочной ванны оказывают заметное влияние на структуру сварных швов. При сварке углеродистых и конструкционных сталей, как известно, условия сварки сказываются не столько на первичной, сколько на вторичной структуре шва. При сварке хромоникелевых аусте-нитных сталей и сплавов фазовые превращения, т. е. вторичная кристаллизация, сводятся, обычно только к выпадению избыточной фазы по границам зерен (кристаллов) аустенйта или по границам полигонизации. В то же время под влиянием изменений условий сварки первичная структура хромоникелевых сварных швов претерпевает весьма суш,ественные изменения. Большая скорость кристаллизации обусловливает развитие структурной микронеоднородности в сварном шве, а также межслойной ликвации и способствует подавлению зональной ликвации. [c.118]

Увеличение скорости охлаждения, т. е. скорости кристаллизации чистоаустенитных однофазных сварных швов, наблюдаемое, 122 [c.122]

Следует подчеркнуть, что равновесные диаграммы состояния не могут быть использованы для количественной оценки возможного действия данного элемента на горячеломкость сварного шва. Это объясняется двумя причинами 1) в условиях сварки, ввиду большой скорости кристаллизации и развития внутри- и межден-дритной ликвации, фактический солидус сдвигается в сторону более низких содержаний данной примеси, а температура затвердевания эвтектики снижается 2) двойная или даже тройная диаграмма может дать лишь общее представление о характере кристаллизации такой многокомпонентной системы как сварочная ванна. Вместе с тем, равновесные двойные и тройные диаграммы вполне пригодны для качественной оценки влияния той или иной примеси на стойкость сварных швов против образования горячих [c.191]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...