Закономерности кристаллизации сварного шва

ЗАКОНОМЕРНОСТИ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ СВАРНОГО ШВА [c.30]

Рассмотренные общие закономерности кристаллизации определяют характер строения металлургических слитков, фасонных отливок и металлов сварных швов. Основными элементами строе-32 [c.32]

С учетом изложенных общих закономерностей кристаллизации можно рассмотреть металлургические особенности кристаллизации и кристаллического строения сварных швов, полученных методами дуговой сварки плавлением. [c.34]

Закономерности формирования химического состава металла шва изложены в разд. III Физико-химические и металлургические процессы при сварке . Материал первых двух разделов дает описание тех физических и температурных условий, которые создаются над поверхностью металла и в самом металле в процессе сварки. В этом плане материал первых двух разделов представляет собой как бы описание того физического фона, от которого зависит протекание реакций, переход различных легирующих элементов в металл шва или их удаление и окисление. Вопросы защиты металла шва и массообмена на границе металл— шлак и металл — газ — центральные в разд. III. Эти процессы предопределяют химический состав металла шва, а следовательно, во многом и его механические свойства. Однако формирование свойств сварного шва, а тем более сварного соединения, определяется не только химическим составом металла. Характер кристаллизации шва во многом влияет на его свойства. Свойства околошовной зоны и в определенной мере металла шва существенно зависят от температурного и термомеханического циклов, которые сопровождают процесс сварки. Для многих легированных сталей и сплавов эта фаза формирования сварного соединения предопределяет их механические свойства. Процесс сварки может создавать в металле такие скорости нагрева и охлаждения металла вследствие передачи теплоты по механизму теплопроводности, которые часто невозможно организовать при термической обработке путем поверхностной теплопередачи. Образование сварного соединения сопровождается пластическими деформациями металла и возникновением собственных напряжений, которые также влияют на свойства соединений. Эти вопросы рассматриваются в IV, заключительном разделе учебника — Термодеформационные процессы и превращения в металлах при сварке . [c.6]

Изложенные в п. 12.2 общие положения теории кристаллизации и основные закономерности формирования первичной структуры справедливы и для процессов формирования первичной структуры сварного шва. [c.453]

Металлы как кристаллические вещества при данных температуре и давлении характеризуются строго определенным пространственным расположением атомов, т. е. металл в твердом состоянии при данной температуре имеет энергетически устойчивое кристаллическое строение с минимумом свободной энергии, которой обладает атом или комбинация атомов. Нагрев или охлаждение вносят в состояние атомов энергетические изменения, а это может привести к перестройке в их взаимном расположении с минимумом свободной энергии. Следовательно, изменение температуры приводит к изменению свободной энергии. Однако до определенных температур нагрева металл остается кристаллическим телом. Повышение температуры приведет к дальнейшему изменению энергетического состояния атомов, близкому к энергетическому состоянию жидкости. При увеличении нагрева цельность металлической решетки нарушается, а в отдельных участках могут сохраняться отдельные группировки относительно закономерно построенных атомов. В силу энергетических условий они не могут быть устойчивыми, поэтому происходит их систематическое разрушение и образование. Эти группировки атомов в процессе кристаллизации становятся центрами кристаллизации. Чем меньше этих центров, тем из более крупных кристаллов будет состоять металл при переходе из жидкого состояния в твердое. Следовательно, условия плавления металла оказывают влияние на процесс кристаллизации и соответственно на свойства металла сварного шва. Однако из-за большого перегрева металла в сварочной ванне к моменту кристаллизации останется очень мало указанных центров кристаллизации или они вообще будут отсутствовать. Поэтому в сварочную ваину необходимо вводить искусственные центры кристаллизации, природа и количество которых зависят от условий сварки и используемых сварочных материалов, состава основного и присадочного металлов. [c.5]

Увеличение скорости сварки до некоторых значений снижает пластичность сварного шва в твердо-жидком состоянии и уменьшает стойкость против образования горячих трещин [5]. Подобная закономерность имеет место для всех типов последовательной кристаллизации и объясняется следующим образом. [c.232]

При сварке плавлением происходят два процесса — плавление металла и его последующая кристаллизация. Это означает, что все закономерности процессов литейного производства, изложенные в предыдущем параграфе, имеют место и в данном случае, хотя их проявление осложнено особенностя.ми процесса сварки. Эти особенности связаны в основном со значительно более быстрым охлаждением расплава, чем прн получении отливок, так как расплав (сварочная ванна) имеет очень малый объем и непосредственно контактирует с большой массой твердого металла, способного очень быстро отводить тепло. Состав металла в образующемся сварном шве всегда отличен от основного металла, даже если сварка велась без присадочного материала, только за счет сплавления кромок соединяемых частей. Это вызвано тем, что всегда, при сварке металл насыщается кислородом и азотом, водородом из-за разложения влаги воздуха, различными примесями из загрязнений на свариваемых кромках. Если же используется присадочный материал в виде электрода из сплава иного состава, чем основной металл, то шов приобретает совершенно отличный от основы состав, при этом материал может быть очень неравномерным по составу из-за неполного перемешивания. [c.128]

Влияние диффузионной подвижности атомов примесей на изменение химической неоднородности в сварном соединении сводится к диффузионному выравниванию при нагреве неравномерно распределившихся при кристаллизации сварочной ванны примесей. При этом имеет значение как коэффициент диффузии примеси в основе — растворителе при данной температуре, так и взаимовлияние на диффузию содержащихся в сплаве элементов. Рассматривая общие закономерности диффузии, следует отметить роль деформации. Упругая деформация при растяжении, изменяя межатомные расстояния, ускоряет диффузию. Считают, что и пластическая деформация, изменяя плотность несовершенств кристаллического строения, влияет на диффузионную подвижность растворенных атомов. [c.68]

Особенности строения и закономерности изменения свойств сварного шва связаны с условиями его кристаллизации и воздействием последующего ТДЦС. Большие скорости кристаллизации шва и интенсивные термопластические деформации во время его охлаждения приводят к тонкому строению литой структуры, ее неравновесности, отсутствию явно выраженной зональной ликвации и появлению развитой субструктуры, обусловливающей наклеп шва. Учитывая, что пластическая деформация шва при воздействии цикла сварки проходит при высоких температурах, можно считать, что субграницы являются полигонизационными границами. [c.43]

Приведенными схемами, разумеется, далеко не исчерпываются возможности получения сварных соединений аустенитных жаропрочных сталей и сплавов без их расплавления, т. е. диффузионным способом. Испо льзование той или иной из рассмотренных схем, так же, как и любой другой гипотетической схемы диффузионной сварки, зависит от композиции прослойки и свариваемого металла. Выбор композиции прослойки облегчается знанием растворимости элементов, т. е. знанием диаграммы состояния данной системы сплавов. При рассмотрении проблемы горячих трещин в аустенитных швах (см. гл. IV) мы привлекаем равновесные и приведенные (псевдобинарные) диаграммы состояния для понимания поведения данного элемента, его влияния на структуру и горячеломкость аустенитных швов. Вследствие неравновес-ности процессов первичной кристаллизации сварочной ванны при различных способах сварки плавлением использование равновесных диаграмм состояния, естественно, лишь в первом приближении характеризует истинную картину явлений. При диффузионной сварке расплавление переходного слоя происходит быстро, как только в процессе нагрева будет достигнута температура его плавления. Но затвердевание переходного слоя (прослойки, припоя) идет достаточно медленно, чтобы можно было с полным основанием говорить о применимости равновесных диаграмм состояния для изучения закономерностей ПСП. [c.376]

При различных методах сварки плавлением кристаллическое строение металла шва, связанное с условиями перехода сварочной ванны из жидкою состояния в твердое, является одним из факторов, определяющих качество и свойства этого участка сварного соединения. Во многом образование сварочной ванны и ее кристаллизация зависят, как показано в работах А. А. Ерохина, Г. Л. Петрова, И. К. Походни, Н. П. Прохорова и др., от технологии сварки, однако существуют общие закономерности плавления и кристаллизации, имеющие важное значение для образования металла шва при дуговой сварке плавлением. [c.26]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...