Механические свойства металла зоны термического влияния

Механические свойства металла зоны термического влияния [c.212]

Стыковые соединения могут разрушаться по шву, месту сплавления металла шва с металлом детали, сечению самой детали в зоне термического влияния. Зоной термического влияния называют прилегающий к шву участок детали, в котором в результате нагревания при сварке изменяются механические свойства металла. Понижение механических свойств в зоне термического влияния особенно значительно при сварке термически обработанных, а также наклепанных сталей. Для таких соединений рекомендуют термообработку и наклеп после сварки. [c.57]

Стыковые соединения могут разрушаться по шву, месту сплавления металла шва с металлом детали в зоне термического влияния. Зоной термического влияния называют прилегающий к шву участок детали, в котором в результате нагревания при сварке изменяются механические свойства металла. Понижение механических свойств в зоне термического влияния особенно значительно при сварке термически обработанных, а также наклепанных сталей. Для таких соединений рекомендуют термообработку и наклеп после сварки. Практикой установлено, что при качественном выполнении сварки разрушение соединения стальных деталей происходит преимущественно в зоне термического влияния. Поэтому расчет прочности стыкового соединения принято вьшолнять по размерам сечения детали в этой зоне. Возможное снижение прочности деталей, связанное со сваркой, учитывают при назначении допускаемых напряжений. Например, при расчете полосы, сваренной встык (рис. 3.3) [c.69]

При сварке сталей с повышенным содержанием углерода, особенно при сварке легированных сталей, под влиянием нагрева возникают резкие изменения физических и механических свойств в зоне термического влияния. Так, в углеродистых сталях по мере приближения к эвтектоидному составу растет чувствительность к перегреву, с которым связан рост зерен. Вместе с тем быстрое охлаждение металла шва является причиной его закалки и резких структурных переходов в зоне термического влияния. Предотвратить эти отрицательные явления можно путем предварительного подогрева сталей п ред сваркой и термической обработки после сварки. [c.342]

Разные механические свойства участков зоны термического влияния и металла шва, получаемые при сварке плавлением термически упрочняемых алюминиевых сплавов, подобных дуралюмину, приводят к тому, что прочность сварных соединений по сравнению с основным металлом снижается в среднем на 50—60%, причем одновременно уменьшается и пластичность. Различия в структурах различных участков также снижают коррозионную стойкость металла и усиливают его склонность к межкристаллитной коррозии. [c.386]

Металл шва и основной металл зоны термического влияния, в котором произошли какие-либо структурные изменения, называются сварным соединением. Механические, коррозионные и другие свойства сварного соединения могут существенно отличаться от свойств основного металла. При равенстве показателей механических свойств сварного соединения и исходного металла сварное соединение равнопрочно основному металлу. [c.4]

От химического состава и структуры наплавленного металла, режимов сварочного процесса, наличия дефектов в металле шва зависят его механические свойства. Кроме механических свойств металла шва, во многих случаях надо определить и механические свойства сварного соединения в целом. При этом сравнивают прочность металла шва с прочностью основного металла и металла зоны термического влияния. Наплавленный металл часто является слабым местом сварного соединения. Для практической проверки квалификации сварщиков обязательным является испытание стыковых соединений на растяжение и изгиб. При сварке ответственных изделий изготовляют контрольные образцы, результаты испытаний которых являются критерием качества сварки. [c.475]

Прочность и работоспособность сварного соединения зависят от его формы и соотношения механических свойств металла шва, околошовной зоны (обычно зоны термического влияния) и основного металла. [c.198]

Поэтому при проверке пригодности принятого режима и определении температуры подогрева при сварке закаливающихся сталей достаточно использовать результаты стандартных испытаний стали по методике ИМЕТ-1 или валиковой пробы, на основании которых можно получить зависимости изменения конечных механических свойств металла околошовной зоны от скорости охлаждения и длительности пребывания выше Ас . По этим данным можно установить интервал скоростей охлаждения, ограничивающий область частичной закалки стали в зоне термического влияния, и выбрать расчетное значение по допускаемому проценту мартенсита в структуре и благоприятному сочетанию механических свойств. [c.233]

Участок 7, нагреваемый в области температур 200—450 С, является зоной перехода от зоны термического влияния к основному металлу. В этой зоне могут протекать процессы старения в связи с выпадением карбидов железа и нитридов, в связи с чем механические свойства металла этой зоны понижаются. [c.30]

Сварочные процессы определяют технологическую прочность металла шва и зоны термического влияния, т. е. стойкость металла сварного соединения против локальных разрушений в процессе изготовления (сопротивляемость образованию разного рода трешин). Кроме того, они в значительной мере определяют эксплуатационную прочность, работоспособность сварного соединения — степень соответствия его механических, физических и химических свойств требованиям эксплуатации. [c.434]

Применение конструкционных низколегированных сталей повышенной и высокой прочности, теплоустойчивых и жаропрочных хромомолибденованадиевых, нержавеющих хромоникелевых сталей, биметаллов и композиционных материалов для изготовления аппаратов актуализирует проблему механической неоднородности. Механическая неоднородность, заключающаяся в различии механических характеристик зон (шва Ш, зоны термического влияния ЗТВ и основного металла) сварного соединения, является, с одной стороны, следствием локализованных температурных полей при сварке структурно-неравновесных сталей, с другой - применения технологии сварки отличающимися по свойствам сварочных материалов с целью повышения технологической прочности. [c.93]

Метод твердости является незаменимым при оценке механических свойств металла в процессе эксплуатации для металлов, из которых трудно изготовить образцы резанием (например, из околошовных зон термического влияния закаливающихся теплоустойчивых и жаропрочных хромомолибденовых сталей) при оценке свойств поверхностного слоя при стопроцентном контроле качества металла изделий и т.д. [c.317]

Механические свойства сталей и сплавов определяются их химическим составом, структурой и отсутствием или наличием различного типа дефектов. Вьппе бьши рассмотрены основные типы и виды дефектов, характерные для сварных соединений. В настоящем разделе остановимся на рассмотрении ряда особенностей, связанных с неоднородностью химического состава и структуры сварных соединений, которые определяют механические характеристики металла шва, зоны термического влияния, зоны сплавления и других локальных участков. При этом необходимо иметь в виду, что развитие дефектов происходит именно в данных участках, а работоспособность сварных соединений определяется комплексом сложных процессов, связанных с механическими характеристиками металла различных зон, геометрическими размерами последних, видом и условиями нагружения, типом дефекта и др. [c.13]

Результаты исследований показали, что длительное влияние статических напряжений и среды не вызывает существенных изменений механических свойств и коррозионного растрескивания. В то же время циклическими испытаниями установлено, что у образцов сварных соединений значение условного предела выносливости значительно меньше, а интенсивность снижения коррозионноусталостной прочности больше, чем у основного металла. Металлографические исследования свидетельствовали о том, что разрыхления и трещины возникают главным образом по границам зон термического влияния. Это обусловлено тем, что циклическая нагрузка интенсифицирует коррозию под напряжением по сравнению со статической, в большей степени приводя к неоднородности физикомеханических и электрохимических свойств в металле сварного соединения. Трещины распространяются преимущественно внутрикристаллитно, что говорит [c.236]

В результате закалки а-сплавов из р-области, как было показано выше, образуется структура мартен-ситного типа, но не являющаяся пересыщенным твердым раствором. Поэтому механические свойства сплавов, не содержащих р-стабилизаторов или содержащих их в пределах растворимости в а-фазе, изменяются незначительно (табл. 15). Указанное обстоятельство обусловливает отличную свариваемость а-сплавов, так как значение механических свойств околошовной зоны и зоны термического влияния при сварке а-сплавов остается практически на уровне значения их для основного металла. [c.56]

Высокочастотной сваркой изготавливают прямошовные трубы из неочищенной горячекатанной малоуглеродистой стали. Применение радиочастоты (более 400 кГц) позволяет сваривать продольные швы труб из алюминия, жаропрочных сплавов, легко окисляющихся металлов. Швы получаются с незначительным внутренним гратом, с малой шириной зоны термического влияния, с хорошими механическими свойствами. Процесс сварки не чувствителен к состоянию поверхности деталей, не требует специальной подготовки кромок, легко автоматизируется, высокопроизводителен скорость сварки труб достигает [c.264]

Рис. 3.1. Изменение характеристик механических свойств (а), микротвердости и диаметра зерна (б) в сварном соединении из стали ЮХСНД. Здесь и на рис. 3.2 1 — металл шва (МШ) II — зона термического влияния (ЗТВ) 111 — основной металл (ОМ).

Для того чтобы получить свойства сварного шва, такие же, как у свариваемого чугуна, условия сварки следует выбирать так, чтобы металл шва и зона термического влияния содержали бы те же структурные составляющие, в том же количестве, того же размера и такой же формы, что и в основном металле. Ни в коем случае нельзя допускать образования ледебурита и мартенсита, способствующих образованию трещин в сварных соединениях. Кроме того, сварные соединения, содержащие ледебурит и мартенсит, не поддаются механической обработке. Поэтому скорость охлаждения должна быть достаточно мала. Лучше всего производить сварку с полным подогревом всей детали до 580—620° С (горячая сварка) присадочным металлом такого же состава, как и состав основного металла. Затем деталь без промежуточного охлаждения необходимо отжигать [c.66]

При методе ИМЕТ-1 тонкие или стержневые образцы нагревают в специальной машине током и охлаждают в соответствии с заданным термическими циклами. В процессе нагрева или охлаждения образцы подвергают либо деформации, либо разрыву при заданной мгновенной температуре или в заданном интервале температур (в зависимости от скорости деформации). Их также можно резко охлаждать в воде, что л было зафиксировано структурное состояние. Этим методом можно определить и конечные изменения структуры и механических свойств после полного охлаждения образцов до комнатной температуры. Кроме того, это позволяет исследовать кинетику изменения механических свойств и структуры металла в различных участках зоны термического влияния в процессе сварки и термической обработки. [c.45]

Вследствие использования высококонцентрированного нагрева при высокочастотной сварке протяженность зоны термического влияния и зоны шва чрезвычайно мала и составляет 0,1—0,15 мм. Вследствие этого сварной шов обладает высокими механическими и антикоррозийными свойствами, весьма близкими к свойствам основного металла. [c.51]

Известно, что в процессе сварки методами плавления основной металл, прилегающий непосредственно к зоне шва, подвергается своеобразной термической обработке, в результате чего в зоне термического влияния наблюдается рекристаллизация и рост зерна. Это вызывает ухудшение физико-механических свойств металла сварного соединения. Особенно опасно длительное воздействие высоких температур на основной металл при сварке аустенитных сталей, сплавов циркония, молибдена и других металлов, склонных к значительному росту зерна и к понижению коррозионной стойкости. [c.62]

Для выполнения этих условий в качестве основного критерия расчета параметров технологии и режимов однопроходной и многослойной сварки длинными участками принимают скорость охлаждения хЮо околошовной зоны. Эту скорость выбирают в зависимости от толщины металла и конструкции соединения внутри интервала скоростей ДаУопт (и соответствующих им длительностей + котором достигается оптимальное сочетание механических свойств. в зоне термического влияния и шве. Чтобы предупредить опасность образования холодных трещин скорость охлаждения Шо следует назначать с учетом допустимой [c.44]

Таким образом, для определения длительности нагрева выше температуры Т сначала рассчитывают максимальную температуру тах, до которой нагревался металл в данной точке. Затем вычисляют безразмерную температуру 6 и по номограмме рис. 120 находят /з или /3. После этого, определив предварительно q , соответствующую принятому режиму сварки или наплавки, по формуле (48) или (49) определяют длительность нагрева Многочисленные исследования позволили определить диапазон скоростей охлаждения металла зоны термического влияния Awoxn, в котором не возникают треш ины и получается удовлетворительное сочетание механических свойств (табл. 61). [c.237]

При проверке выбранного режима и определении температуры подогрева при сварке закаливающихся сталей достаточно использовать результаты стандартных испытаний стали по методике ИМЕТ-1 или вали-ковой пробы, на основании которых можно получить зависимости изменения механических свойств металла околошовной зоны от скорости охлаждения и длительности пребывания выше Асз. По этим данным можно установить интервал скоростей охлаждения, ограничивающий область частичной закалки стали в зоне термического влияния, и выбрать расчетное значение по допускаемому проценту мартенсита в структуре и требуемому сочетанию механических свойств. При сварке сталей повышенной прочности содержание мартенсита в структуре металла зоны термического влияния обычно офаничивают 20. .. 30 %. Больший процент содержания мартенсита (иногда до 50 %) допускают лишь при сварке изделий с малой жесткостью при обязательной последующей термообработке. [c.286]

С целью быстрого определения фактической скорости охлаждения при наплавке валика на лист для некоторых частных случаев расчеты могут быть номофафированы. На рис. 7.3 приведена номограмма для расчета скорости охлаждения околошовной зоны при толщине металла 5. .. 36 мм. Диапазон скоростей охлаждения металла зоны термического влияния, в котором не возникают трещины и получается удовлетворительное сочетание механических свойств, приведен в табл. 7.1. [c.286]

Всесторонние лабораторные испытания обпазцов основного металла и металла зоны термического влияния, образованной при различных режимах сварки (наплавки) химический состав, механические свойства, микроструктура, коррозийнная стойкость соединения [c.105]

Всесторонние лабораторные испытания образцов основного металла и металла зоны термического влияния, образованной при различных режимах сварки (наплавки) химический состав, механические свойства, микроструктура, коррозионная стойкость соединения. Сварка для испытаний производится с применеинем различных наиболее целесообразных сварочных материалов. Условия испытаний должны соответствовать условиям работы сварных соединений в эксплуатации [c.104]

Для ТОГО чтобы обеспечить равнопрочность основного металла и сварного oeдннe п я. надо обеспечить не только требуемые свойства в зоне термического влияния, но и применять такие электроды, которые дадут возможность получитТ "металл" шва. обладающий такими же механическими свойствами, как и основной металл. [c.241]

Свойства сварных соединений зависят от металла шва и свойств различных зон термического влияния. Для подавляющего большинства сталей удается получить такой химический состав металла шва и его структуру, которые обеспечивают прочность и пластичность металла шва не ниже, а во многих случаях и выше тех же характеристик основного металла. Как правило, этого удается достигнуть непосредственно после сварки, а в некоторых случаях — после термической обработки сварной конструкции. Свойства околошовной зоны в основном зависят от реакции основного металла на термический цикл сварки на них крайне мало влияет состав металла шва. В большинстве случаев, в особенности для сложнолегированных сталей, чувствительных к термическому циклу сварки, задача обеспечения необходимых механических свойств сварных соединений сводится к достижению необходимых свойств металла в зо- [c.99]

Механические свойства сварных соединений, сваренных приведенными выше сварочными материалами, кроме ударной вязкости в зоне термического влияния, соответствуют свойствам основного металла. Швы, выполненные автоматической сваркой под флюсом электродной проволокой марки Св-13Х25Н18 (а также и при ручной дуговой сварке электродами на этой проволоке, например марки ЦЛ-8), оказываются склонными к межкристал-литной коррозии, определяемой, видимо, повышенным содержанием углерода и отсутствием стабилизируюш,их элементов. [c.277]

Было установлено, что основной металл разрушенной трубы по химическому составу соответствовал техническим условиям, однако имел пониженную ударную вязкость (при 0°С — 4,05 кгм/см , а при минус 40°С — 3,3 кгм/см , тогда как техническими условиями регламентируются значения не менее 8 и 3,5 кгм/см соответственно). Металл продольных заводских швов по химическому составу также соответствовал требованиям технических условий, а по механическим свойствам (особенно металл ремонтных швов) имел недопустимо высокое временное сопротивление разрыву (до 750 МПа при максимально допустимых по техническим условиям 690 МПа) и низкую пластичность (относительное удлинение для ремонтных швов составляло 2,9% при минимально допустимых 18%, а ударная вязкость при температурах 0 и минус 40°С — 1,45 и 0,69 кгм/см соответственно. В заводских продольных швах имелось много микропор и мелких шлаковых включений, являющихся источниками зарождения микротрещин, величина которых, однако, соответствовала техническим условиям. Металл поперечного монтажного шва содержал хрома на 0,18% больше верхнего допустимого предела и имел неудовлетворительные характеристики пластичности (ударная вязкость при температуре 0°С — 4,96 кгм/см а при минус 40 С — 1,36 кгм/см ). В связи с повышенной чувствительностью стали 14Г2САФ к перегреву в заводских продольных ремонтных швах и поперечных автоматических монтажных швах присутствовали участки металла с крупными ферритными зернами, а в зоне термического влияния — участки с мартенситной структурой. Эти участки металла имели низкую стойкость к коррозионному растрескиванию. [c.59]

В качестве твердых прослоек могут выступать сварной шов. зона термического влияния, промежуточная наплавка при сварке разнородных металлов и т. д, Ранее соединениям, имеющим в своем составе твердые прослойки с удовлетворительной деформациотой способностью, удеЛ51ЛОСЬ мало внимания. Последнее связано с тем, что прочность рассматриваемых соединений лимитировсшась механическими свойствами основного более мягкого металла М, а сама твердая прослойка в процессе нагружения либо работала упруго, либо незначительно вовлекалась в пластическую деформацию, Интерес к анализу предельного состояния соединений с твердыми прослойками возникает с появлением в них плоскостных дефектов, которые являются причиной разрушения конструкций по твердой прослойке. [c.66]

При растопке одного из котлов ПК-41, проработавшего около 12 тыс. ч, на линии БРОУ (быстродействующей редукционно-охладительной установки) были обнаружены две сквозные трещины (рис. 6-22,а), проходящие по зоне термического влияния в месте приварки гильзы для термопары одна продольная длиной около 700 мм, другая, отходящая от нее, кольцевая. Они были расположены на вертикальном участке, изготовленном из труб диаметром 377x10 мм из стали 20. Трубопровод спроектирован на давление среды 6,5 ат и температуру 170° С. Механические свойства и химический состав металла труб соответствовали требованиям ЧМТУ 670-65, по которым были поставлены трубы. Микроструктура состоит из феррита и плотного пластинчатого перлита без следов сфероидизации. Деформации зерен феррита около трещины не отмечается, величина зерна соответствует 5—6 баллам. Трещина развивалась по зернам от внутренней поверхности трубы. Металлургических дефектов вблизи трещины не обнаружено. [c.295]

Как видно из данных табл. 6.7 и рис. 6.5 скорость охлаждения для низкоуглеродистых сталей оказывает большое влияние на их механические свойства. При повышении содержания марганца это влияние усиливается. Поэтому даже при сварке горячекатаной низкоуглеродистой стали марки СтЗкп при указанных выше условиях не исключена возможность получения в сварном соединении закалочных структур. Если сталь перед сваркой прошла термическое упрочнение - закалку, то в зоне термического влияния шва на участках рекристаллизации и старения будет наблюдаться отпуск металла, т.е. снижение его прочностных свойств. Уровень изменения этих свойств зависит от погонной энергии, типа сварного соединения и условий сварки. [c.266]

Как отмечалось ранее, на формирование свойств металла околошовной зоны существенное влияние оказывает воздействие ие только термического, но и деформационного цикла сварки. Поэтому методики испытания образцов, подвергнутых лишь одному нагреву не полностью отражают свойства металла при сварке. Имеются попытки учета эффекта термодеформационного цикла сварки при изготовлении синтетических образцов. Так, А. В. Рус-сияном проведены испытания при рабочей температуре плоских образцов, подвергнутых воздействию термодеформационного цикла, на установке ИМЕТ-ЦНИИЧМ при скорости деформирования в температурном интервале хрупкости меньше v pt,nl К сожалению, малые размеры используемых образцов (3x5 мм) не позволяют надежно определить механические свойства металла, а тем более характеристики длительной прочности. [c.133]

Различие в механических и теплофизических свойствах слоев биметалла существенно проявляется уже на стадии изготовления конструкций из плакированных материалов. Следует иметь в виду, что при изготовлении биметаллических конструкций способом наплавки, вследствие высокого местного подвода тепла и процессов фазовых и структурных превращений при остывании, возникают высокие остаточные напряжения. Уменьшение остаточных напряжений путем отжига может привести к образованию мелких трещин в крупнозернистой области зоны термического влияния. Склонность к образованию подплакировочных трещин возрастает с увеличением содержания в конструкционной стали карбидообразующих элементов хрома, молибдена, ванадия, которые могут сосредоточиваться в перегретой крупнозернистой структуре металла на границах зерен. [c.108]

Оценка свариваемости конструкционных материалов Бфиогенной техники должна включать в себя анализ уровня механических свойств сварного соединения и основного металла, определение склонности к образованию дефектов, прежде всего трещин в металле шва и зоне термического влияния, определение чувствительности сварного соединения к концентраторам напряжений и склонности к хрупкому разрушению (для получения бездефектных равнопрочных сварных соединений, обладающих высоким сопротивлением хрупкому разрушению). [c.626]

Трещины по околошовной зоне, имеющей пониженное сопротивление ползучести, развиваются при температурах выше 500 °С. Трещины образуются в зоне термического влияния сварки на расстоянии 2—4 мм от линии сплавления, развиваясь параллельно ей либо отклоняясь в основной металл. Такие трещины развиваются с наружной стороны сварного соединения по кольцевому периметру щва, Наличие мягкой малопрочной прослойки шириной 0,5—2 мм является характерной особенностью сварных соединений из термически упрочняемой хромомолибденованадиевой стали. Механические свойства металла таких соединений обычно удовлетворительные. Трещины по мягкой прослойке распространяются интеркристаллически и развиваются довольно медленно (за 70—100 тыс. ч). Основная причина таких повреждений — действие напряжений, превышающих допустимые и обусловленных конструктивными концентраторами напряжений (сварные соединения литых деталей с трубами, соединения элементов разной толщины, угловые щвы тройников), нарушениями трассировки и неправильной работой опорно-подвесной системы трубопроводов. Меры по предупреждению таких повреждений — снижение концентрации напряжений и улучшение условий эксплуатации трубопроводов. [c.226]

Механические свойства стали 16Г2АФ при растяжении =477 МПа, Oj, = 615 МПа, 5д == 22,0%) соответствуют требованиям ГОСТ 19281-89 к стали класса прочности 440. Высоким сопротивлением хрупкому разрушению обладает основной металл = -33... 37 С) и зона термического влияния = -35"С). Ударная вязкость основного металла при температуре испытания -40 С удовлетворяет требованиям ГОСТ 19281 к стали класса прочности 440-12-й категории. Ударная вязкость металла околошовной зоны (на расстоянии 2-4 мм от линии сплавления) не уступает основному металлу. Результаты механических испытаний однозначно указывают, что причиной трещино-образования не могут быть характеристики прочности, пластичности и сопротивления хрупкому разрушению. [c.369]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...