Automatic Welding, 2013, №05



2013 №05 (01)

2013 №05 (03)

---

«Автоматическая сварка», 2013, № 5, с. 15-21  

ВЛИЯНИЕ ДИФФУЗИОННОГО ВОДОРОДА НА СОПРОТИВЛЯЕМОСТЬ ЗАМЕДЛЕННОМУ РАЗРУШЕНИЮ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ВЫСОКОУГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ

А. А. ГАЙВОРОНСКИЙ

ИЭС им. Е. О. Патона НАНУ. 03680, г. Киев-150, ул. Боженко, 11.
E-mail: office@paton.kiev.ua
 
Реферат
В работе исследовано влияние диффузионного водорода в наплавленном металле на изменение сопротивляемости и характер замедленного разрушения металла ЗТВ сварных соединений высокопрочной колесной стали марки 2, содержание углерода в которой составляет 0,58 мас. %. С применением метода «карандашной» пробы определено содержание диффузионного водорода в наплавленном металле при сварке в среде углекислого газа порошковой проволокой ПП-АН180МН, количество которого может изменяться в пределах от 0,3 до 2,2 см³/100 г. При испытаниях по методу Имплант оценено влияние диффузионного водорода на изменение показателей критических напряжений при замедленном разрушении соединений колесной стали. Методами растровой электронной микроскопии изучено влияние диффузионного водорода на характер разрушения металла ЗТВ, определены характерные зоны изломов и параметры структурных составляющих. Установлено, что при содержании диффузионного водорода в наплавленном металле на уровне 0,3 см³/100 г сопротивляемость замедленному разрушению соединений наибольшая и в зависимости от структурного состояния металла участка перегрева ЗТВ критические напряжения разрушения составляют 0,35…0,45σ_0,2. Разрушение происходит преимущественно хрупко по границам и телу зерен, доля вязкой структурной составляющей не более 20 %. При увеличении содержания диффузионного водорода металл ЗТВ охрупчивается и сопротивляемость замедленному разрушению снижается. Наиболее резкое падение показателей критических напряжений до величины 0,1σ_0,2 характерно для металла ЗТВ с мартенситно-бейнитной структурой, количество мартенсита в которой составляет 70 %. Библиогр. 13, табл. 2, рис. 6.
 
Ключевые слова: дуговая сварка, диффузионный водород, колесная сталь, замедленное разрушение, ЗТВ, Структура
 
Поступила в редакцию 06.03.2013
Опубликовано 15.04.2013
 
1. Козлов Р. А. Водород при сварке корпусных сталей. — Л.: Судостроение, 1969. — 175 с.
2. Макаров Э. Л. Холодные трещины при сварке легированных сталей. — М.: Машиностроение, 1981. — 247 с.
3. Гривняк И. Свариваемость сталей. — М.: Машиностроение, 1984. — 216 с.
4. Касаткин О. Г. Особенности водородного охрупчивания высокопрочных сталей при сварке // Автомат. сварка. — 1994. — № 1. — С. 3–7.
5. Походня И. К., Швачко И. В. Физическая природа обусловленных водородом холодных трещин в сварных соединениях конструкционных сталей // Там же. — 1997. — № 5. — С. 3–12.
6. Махненко В. И. Ресурс безопасной эксплуатации сварных соединений и узлов современных конструкций. — Киев: Наук. думка, 2006. — 618 с.
7. Швачко И. В., Игнатенко А. В. Модель транспортировки водорода дислокациями // Автомат. сварка. — 2007. — № 2. — С. 27–30.
8. Дислокационная модель водородной локализации пластичности металлов с ОЦК решеткой / А. В. Игнатенко, И. К. Походня, А. П. Пальцевич, В. С. Синюк // Там же. — 2012. — № 3. — С. 22–27.
9. Походня И. К., Пальцевич А. П. Хроматографический метод определения количества диффузионного водорода в сварных соединениях // Там же. — 1980. — № 1. — С. 37–39.
10. Махненко В. И., Королева Т. В., Лавринец И. Г. Влияние микроструктурных изменений на перераспределение водорода при сварке плавлением конструкционных сталей // Там же. — 2002. — № 2. — С. 7–13.
11. Исследование тепловых процессов и структурообразования при двухдуговой наплавке колес вагонов на основе компьютерного моделирования / С. Н. Киселев, Н. Н. Воронин, Г. Д. Кузьмина и др. // Свароч. пр-во. — 2000. — № 3. — С. 3–8.
12. Влияние термодеформационного цикла наплавки на структуру и свойства железнодорожных колес повышенной прочности при их восстановлении / А. А. Гайворонский, В. Д. Позняков, В. А. Саржевский и др. // Автомат. сварка. — 2010. — № 5. — С. 22–26.
13. Влияние состава наплавленного металла на структуру и механические свойства восстановленных железнодорожных колес / А. А. Гайворонский, В. Д. Позняков, Л. И. Маркашова и др. // Там же. — 2012. — № 8. — С. 18–24.