Фазовые превращения при сварке

В случае сварки металлов, претерпевающих фазовые превращения при достаточно низких температурах, т. е. таких температурах, когда вязкое течение практически уже прекратилось, на поле остаточных температурных напряжений накладывается поле фазовых напряжений, являющихся следствием изменения удельного объема металла при фазовых превращениях. При сварке таких металлов временные напряжения можно представить как сумму трех слагаемых Ф+ У+К, где К — функция свободных фазовых деформаций, размеров изделия и механических свойств металла. Остаточные напряжения представляют собой сумму Ч Ч-К. Соотношение между этими слагаемыми существенно зависит от размера изделия. При увеличении размеров изделия влияние функции убывает, и знак остаточных суммарных напряжений определяется знаком температурной составляющей остаточных напряжений. Чем меньше размер изделий, тем меньше влияние температурной составляющей и тем больше значение функции К — фазовой составляющей суммарных остаточных напряжений. [c.247]

Результаты исследований фазовых превращений при сварке стали, термообработанной с нагревом в МКИ, представлены на рис. 9.14. Установлено, что в участках перегрева ( ах = 1300 °С), нормализации ( шах = 920 °С) и неполной перекристаллизации ( шах = 750 °С) в зависимости от скорости охлаждения можно обеспечить получение 20—45 % мартенсита и 20—80 % бейнита. При этом твердость металла в указанных участках ЗТВ близка к твердости основного металла. В участке отпуска ( ах = 650 °С) отмечается разупрочнение стали. [c.225]

Фазовые превращения при сварке [c.162]

Фазовые и структурные превращения при сварке сталей [c.511]

Фазовые и структурные превращения при сварке конструкционных сталей нередко вызывают понижение технологической прочности, механических и эксплуатационных свойств металла сварных соединений. Под технологической прочностью понимают способность материалов без разрушения выдерживать термомеханические воздействия в процессе сварки. В условиях указанных воздействий часто существенно понижаются механические свойства металла, что вместе с довольно высокими сварочными деформациями и напряжениями может служить причиной образования трещин. [c.511]

Холодные трещины чаще всего встречаются при ЭШС среднелегированных сталей. Образуются они в интервале температур от 200 °С и ниже. Причиной появления трещин можно считать низкую деформационную способность металла при закалке, а также возникновение деформаций от фазовых превращений при неравномерном охлаждении. Чаще всего холодные трещины-отколы возникают по линии сплавления, а трещины-надрывы - в околошовной зоне. Для предотвращения трещин применяют режимы сварки с небольшими скоростями подачи электродов, с предварительным и сопутствующим подогревом до температуры 150...200 °С. Шлаковые включения, усадочные трещины, непровары, несплавления образуются при грубых нарушениях техники и технологии ЭШС. [c.212]

Аустенитные стали, в большинстве своем, не претерпевают видимых фазовых превращений при воздействии на них сварочного термического цикла. Вследствие этого околошовная зона хромоникелевых сталей имеет менее сложное строение, чем зона при сварке обычных конструкционных сталей. [c.158]

ФАЗОВЫЕ II СТРУКТУРНЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ ПРИ СВАРКЕ. [c.153]

ФАЗОВЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ ПРИ НЕПРЕРЫВНОМ НАГРЕВЕ, ГОМОГЕНИЗАЦИЯ И РОСТ ЗЕРНА СТАЛЕЙ И СПЛАВОВ ТИТАНА ПРИ СВАРКЕ [c.80]

При сварке исходная структура стали, определяемая условиями раскисления при выплавке, режимами обработки давлением и термообработки, оказывает на фазовые превращения при охлаждении значительно более существенное влияние, чем при печной термообработке. Все это обусловливает весьма ограниченные возможности использования диаграмм анизотермического превращения, построенных применительно к условиям термообработки, для выбора режимов сварки. [c.144]

Обычно сплавы, не имеющие фазовых превращений при изменениях температуры, характеризуются крупнозернистым строением, и для них механическая деформация является единственным способом измельчения зерна. Для хромистых чисто ферритных сталей характерна крупно-зернистость структуры, особенно после высокотемпературных обработок (отжиг, сварка), что связано в данном случае с повышением хрупкости сплава. [c.491]

Образование сварочных деформаций и напряжений. Основными причинами образования собственных напряжений и деформаций в сварных соединениях и конструкциях являются неравномерный нагрев и охлаждение металла при сварке, структурные и фазовые превращения, механическое (упругое и пластическое) де( р-мирование при сборке, монтаже и правке сварных узлов и конструкций. [c.33]

При сварке в металле происходят термодеформационные и физико-химические процессы. Термодеформационные процессы заключаются в упругопластическом деформировании металла при неравномерном нагреве в процессе сварки и возникновении вследствие этого временных и остаточных напряжений. Физикохимические процессы при сварке происходят в твердом и расплавленном металле и характеризуются фазовыми и структурными превращениями, растворением и выделением веществ из раствора, диффузией и другими явлениями. [c.406]

ФАЗОВЫЕ И СТРУКТУРНЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ В МЕТАЛЛАХ ПРИ СВАРКЕ [c.490]

В ЗТВ в процессе нагрева и охлаждения при сварке, а также в шве при охлаждении получают развитие целый ряд фазовых структурных превращений. Под фазовыми превращениями (переходами I рода) понимают превращения с образованием новых фаз, отличающихся от исходных атомно-кристаллическим строением, часто составом, свойствами, и разграниченных с ними поверхностями раздела (межфазными границами). При образовании новой фазы в ее объеме меняется свободная энергия, скачкообразно изменяются энтропия, теплосодержание и в момент превращения теплоемкость стремится к бесконечности. В связи с этим фазовое превращение сопровождается выделением или. поглощением теплоты. При структурных превращениях (переходах FI рода) происходит перераспределение дефектов кристаллической решетки, легирующих элементов и примесей и изменение субструктуры существующих фаз. Структурные превращения сопровождаются плавным изменением свободной энергии, энтропии и теплосодержания, скачкообразным — теплоемкости, и не сопровождаются выделением теплоты. [c.491]

При нагреве сплавов, находящихся при комнатных температурах в состоянии стабильного равновесия в виде смеси фаз, происходит фазовое превращение, заключающееся в растворении избыточной фазы. Этим превращением подвержены сплавы с переменной ограниченной растворимостью, образующие при высоких температурах ненасыщенные твердые растворы. На температуру и интенсивность растворения оказывают влияние размеры и форма частиц избыточной фазы. Чем дисперснее частицы, чем больше радиус кривизны поверхности частиц, тем быстрее они растворяются. Плоские иглообразные частицы растворяются скорее, чем сферические. В условиях ускоренного нагрева, например при сварке, температуры начала и конца растворения существенно повышаются. [c.501]

Однако при термической резке и сварке небольшая скорость хромистого аустенита, вызывающая склонность к закалке, и фазовые превращения мартенситного характера су- [c.76]

Трещины холодные образуются в результате протекания фазовых превращений, приводящих к снижению прочностных свойств металла, и воздействия сварочных напряжений. Холодные трещины образуются как на этапе завершения охлаждения (при низких температурах), так и во время вылеживания сварных конструкций в течение некоторого времени после сварки при комнатной температуре. Иногда трещины развиваются в процессе эксплуатации из-за раскрытия сварочных микротрещин, а также надрезов, вызванных непроваром, шлаковыми включениями и прочими дефектами. [c.8]

Аустенитные стали, вследствие отсутствия фазовых превращений в процессе сварки, не склонны к образованию хрупких закаленных участков в зоне термического влияния. Поэтому их сварка выполняется, как правило, без подогрева. Лишь для сварки сталей с относительно высоким уровнем углерода (свыше 0,25-н0,30%) рекомендуется использование подогрева при сварке [28], [29]. [c.35]

Для оценки свариваемости аустенитных сталей в отдельных случаях необходимо учитывать существенное влияние, оказываемое процессом сварки на структуру околошовной зоны основного металла. Вследствие отсутствия закалочных превращений в аустенитных сталях при воздействии на них сварочного цикла околошовная зона имеет менее сложное строение, чем зона при сварке перлитных и хромистых сталей. В участке, непосредственно примыкающем к зоне сплавления, может проявляться ряд процессов, связанных с нагревом до температур выше 1000° — рост зерна, рекристаллизация, если металл до сварки был наклепан фазовые превращения, связанные с переходом второй фазы в твердый раствор изменение структуры и свойств [c.39]

При сварке возникает ряд задач, в частности по оценке физико-химических реакций, имеющих место в сварочной ванне, явлений кристаллизации, образования фазовых и структурных превращений в зависимости от состава основного материала, тепловых процессов, определяемых источниками нагрева, условий охлаждений, защиты сварочной ванны и влияния на качество сварки некоторых других параметров. [c.115]

На рис. 26.1 приведена схема зон структурных изменений применительно к сварке углеродистой стали. Максимальные изменения структуры металла, его химического состава, а также вероятность возникновения различного рода дефектов наблюдаются в шве и зоне сплавления. Участок перегрева характеризуется существенным увеличением зерна, наличием полных структурных и фазовых превращений. На участке полной перекристаллизации температура нагрева выше температуры фазовых превращений, однако интенсивность превращений меньше, чем на участке перегрева, так же как и меньше время пребывания металла при этих температурах, поэтому существенного увеличения зерна здесь не происходит. В рассматриваемых зонах закали-вак)щихся сплавов возможно образование типичных закалочных структур. Связанное с этим снижение пластичности металла может служить причиной появления таких дефектов, как трещины, способствовать уменьшению прочности изделия. [c.496]

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]

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]

Особенность фазовых и структурных превращений при сварке по сравнению с термической обработкой заключается в том, что они протекают в неравновесных условиях сварочного термодеформационного цикла (СТДЦ), т. е. в условиях быстрого нагрева и охлаждения и одновременного развития сварочных деформаций и напряжений. Характер превращений зависит от состава сплава, максимальных температур нагрева, а их завершенность— от скоростных и деформационных параметров сварочного цикла. [c.491]

Различают термические и фазовые (структурные) внутренние напряжения, которые возникают соответственно в результате термического сжатия или расширения и фазовых превращений в твердом состоянии при наличии в теле градиента температур. Внутренние напряжения могут возникнуть практически при любой обработке, причем одна технологическая операция может привести к созданию разных по своему происхождению остаточных напряжений термических, фазовых и напряжений от неоднородной пластической деформации. Например, при горячей обработке давлением, кроме напряжений, образовавшихся из-за неоднородной пластической деформации, могут возникнуть термические, а также фазовые напряжения, если торячедеформированный сплав охлаждается ускоренно и в нем протекает фазовое превращение. При литье, сварке и закалке возникают термические и фазовые напряжения. Различные по своему происхождению остаточные напряжения алгебраически складываются и очень часто дают весьма сложные эпюры. [c.112]

Фазовые превращения при термической обработке сталей и их сварке протекают в переменных температурно-временных условиях, поэтому для анализа их кинетики целесообразно использовать диаграммы анизотермического превращения аустенита (рис. 5.2, а), а для анализа состава конечных структур — структурные диаграммы (рис. 5.2, б). Схематизация, принятая на рис. 5.2, позволяет определить такие важные параметры, характеризующие кинетику процесса у - а-превращения, как длительность охлаждения до появления в структуре бейнита (Тд), феррита (Тф), перлита (т ) и сопоставить их с длительностями охлаждения Тбоо-боо и 800-500. соответствующими заданным термическим циклам сварки. [c.77]

В главе I атласа изложены основные виды фазовых превращений и структурных изменений в титане и его сплавах, а также условия их протекания при сварке. Приведены особенности фазовых превращений при непрерывном нагреве, роста зерна и гомогенизации р-фазы. Рассмотрены превращения Р-фазы в околошовной зоне при последующем непрерывном охлаждении в широком диапазоне изменения скоростей. Показано влияние а- и р-ста-билизирующих элементов, а также газовых и других примесей на кинетику фазовых превращений и изменение фазового состава и структуры сплавов. [c.7]

Направленность кристаллизации зависит от коэффициента формы шва. При его увеличении за счет уменьшения скорости подачи электродной проволоки (рис. 110, б) происходит отклонение роста кристаллов в сторону теплового центра сварочной ванны. Подобные швы имеют повышенную стойкость против кристаллизационных трещин. Медленное охлаждение швов при электрошлаковой сварке в интервале температур фазовых превращений способствует тому, что их структура характеризуется грубым ферритпо-нерлитным строением с утолщенной оторочкой феррита по границам кристаллов. [c.213]

Нагрев и охлаждение металлов вызывают изменение линейных размеров тела и его объема. Эта зависимость выражается через функцию свободных объемных изменений а, вызванных термическим воздействием и структурными или фазовыми превращениями. Часто эту величину а называют коэффициентом линейного расширения. Значения коэффициентов а в условиях сварки следует определять дилатометрическим измерением. При этом на образце воспроизводят сварочный термический цикл и измеряют свободную температурную деформацию ёсв на незакрепленном образце. Текущее значение коэффициента а представляют как тангенс угла наклона касательной к дилатометрической кривой дг в/дТ. В тех случаях, когда полученная зависимость Вс Т) значительно отклоняется от прямолинейного закона, в расчет можно вводить среднее значение коэффициента ср = tg0 p, определяемое углом наклона прямой линии (рис. 11.6, кривая /). Если мгновенные значения а = дгс /дТ на стадиях нагрева и охлаждения существенно изменяются при изменении температуры, то целесообразно вводить в расчеты сварочных деформаций и напряжений переменные значения а, задавая функции а = а(Т) как для стадии нагрева, так и для стадии охлаждения. 4В [c.413]

Возникновение высоких локальных температур, которые при больших местных давлениях могут достигать значений, соответствующих фазовым превращениям в поверхностных слоях, или приводящих к расплавлению металла (появлению мостиков сварких ). Сочетание повторных механических и термических напряжений может вызвать появление микротрещин, смыкание которых на некоторой глубине ведет к отделению материала [c.233]

Холодные трещины при сварке в отличие от горячих возникают при более низкой или даже комнатной температуре. Процесс их образования имеет, как правило, замедленьшш характер, хотя подобные трещины могут возникнуть практически сразу же после сварки. Наличие своеобразного инкубационного периода при возникновении холодных трещин делает их особо опасными. Эти трещины могут образовываться и развиваться уже после различных контрольных операций, например рентгеновского просвечивания. Причины образования такого рода трещин заключаются в действии ряда факторов фазовых превращений, связанных с изменением объема кристаллической решетки (в сталях — мартенситное превращение остаточного аустенита в шве и околошовной зоне) насыщения водородом скопления неметаллических включений в элементах полосчатой микроструктуры стали выделения карбонитрид-ных фаз по границам зерен при охлаждении после сварки и т. п. [c.505]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...