Автоматическая сварка, 2010, №04



2010 №04 (11)

2010 №04 (02)

---

«Автоматическая сварка», №4, 2010, с. 5–10
 
АНАЛИЗ ФАКТОРОВ ОБРАЗОВАНИЯ ПОДСОЛИДУСНЫХ ТРЕЩИН ПРИ СВАРКЕ МЕТАЛЛОВ С ГЦК-СТРУКТУРОЙ КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ РЕШЕТКИ (Обзор)

Автор
А. А. СЛИВИНСКИЙ, канд. техн. наук (НТУУ «Киевский политехнический институт»)
 
Реферат
Дан терминологический анализ феномена подсолидусных трещин при сварке. Рассмотрены структурные и технологические факторы, влияющие на образование подсолидусных трещин при сварке различных материалов с ГЦК-структурой кристаллической решетки. Отмечена необходимость обобщения существующих представлений по данному вопросу с привлечением современных физических моделей из области дислокационной теории пластической деформации и механизмов хрупких разрушений при высокотемпературной ползучести.
 
Ключевые слова: сварка плавлением, подсолидусные трещины, аустенитные стали, сплавы никеля, алюминия, меди, терминологический анализ
 
Поступила в редакцию 04.12.2009
Опубликовано 18.03.2010
 
1. Hemsworth B., Boniszewski T., Eaton N. F. Classification and definition of high temperature welding cracks in alloys // Metal Const. and British Welding J. — 1969. — №2. — P. 5–16.
2. Шоршоров М. Х., Ерохин А. А., Чернышова Т. А. Горячие трещины при сварке жаропрочных сплавов. — М.: Машиностроение, 1973. — 224 с.
3. Nissley N. E., Lippold J. C. Ductility-dip cracking susceptibility of austenitic alloys // 6th Intern. trends in welding research conf. proc., 15–19 Ap. 2002, Pine Mountain. — ASM International, 2003. — P. 64–69.
4. Lippold J. C., Nissley N. E. Further investigations of ductilitydip cracking in high chromium Ni-base filler metals // Welding in the World. — 2007. — 51, №9/10. — P. 24–30.
5. Lancaster J. F. Metallurgy of welding. — London: Chapman & Hall, 1993. — 389 р.
6. Прохоров Н. Н. Проблема прочности металлов при сварке в процессе кристаллизации // Свароч. пр-во. — 1956. — №6. — С. 5–11.
7. Прохоров Н. Н. Прочность металлов при сварке // Тр. Всесоюз. науч.-техн. совещания по проблемным вопросам сварки / Под ред. К. В. Любавского. — М., 1958. — С. 134–164.
8. К вопросу о «горячих» (кристаллизационных) трещинах / А. А. Бочвар, Н. Н. Рыкалин, Н. Н. Прохоров и др. // Свароч. пр-во. — 1960. — №10. — С. 3–4.
9. Прохоров Н. Н. Технологическая прочность металлов в процессе кристаллизации при сварке // Там же. — 1962. — №4. — С. 1–5.
10. Состояние и задачи развития технологической прочности металлов в процессе кристаллизации при сварке / Н. Н. Рыкалин, Н. Н. Прохоров, М. Х. Шоршоров, Б. А. Мовчан // Там же. — 1971. — №6. — С. 3–5.
11. Прохоров Н. Н. Технологическая прочность сварных швов в процессе кристаллизации. — М.: Металлургия, 1979. — 248 с.
12. Bengough G. D. A study of the properties of alloys at high temperatures // Institute of Metals. — 1912. — №7. — P. 123–174.
13. Yenisavich W. A. Correlation of Ni–Cr–Fe alloy weld metal fissuring with hot ductility behavior // Welding J. — 1966. — 45, №8. — P. 344–356.
14. Дзугутов М. Я. Пластическая деформация высоколегированных сталей и сплавов. — М.: Металлургия, 1971. — 422 с.
15. Matsuda F., Nakagawa H. Some fractographic features of various weld cracking and fracture surfaces with scanning electron microscope. Report I: Studies on fractography of welded zone // Trans. of JWRI. — 1977. — 6, №1. — Р. 81–90.
16. Fractographic investigation on solidification crack in the varestraint test of fully austenitic stainless steel. Pt III. Studies on fractography of welded zone / F. Matsuda, H. Nakagawa, S. Ogata, S. Katayama // Trans. of JWRI. — 1978. — 7, №1. — P. 59–70.
17. Nissley N. E., Lippold J. C. Development of the strain-to-fracture test // Welding J. — 2003. — 82, №12. — P. 355–364.
18. Lippold J. C., Kotecki D. J. Welding metallurgy and weldability of stainless steels. — A John Willey & Sons, Inc., Publ., 2005. — 357 p.
19. Стойкость сварных соединений жаропрочного никелевого сплава типа Хастеллой Н против образования горячих трещин / К. А. Ющенко, В. Н. Липодаев, М. В. Бельчук и др. // Автомат. сварка. — 1986. — №9. — С. 10–12.
20. Багдасаров Ю. С., Якушин Б. Ф. Влияние микрохимической неоднородности на околошовное растрескивание сварных соединений никелевых сплавов при дисперсионном твердении // Свароч. пр-во. — 1991. — №8. — С. 37–40.
21. Collins M. G., Lippold J. C., Kikel J. M. Quantifying ductilitydip cracking susceptibility in nickel-base weld metals using the strain-to-fracture test // 6th Intern. trends in welding research conf. proc., 15–19 Apr. 2002, Pine Mountain. — ASM Intern., 2003. — P. 586–590.
22. Ramirez A. J., Lippold J. C. High temperature behavior of Ni-base weld metal. Pt II: Insight into the mechanism for ductility-dip cracking // Materials Sci. and Eng. A. — 2004. — 380. — P. 245–258.
23. Dave V. R., Cola M. J., Kumar M. Grain boundary character in alloy 690 and ductility-dip cracking susceptibility // Welding J. — 2004. — 83, №1. — P. 1–5.
24. Исследование свариваемости никелевых суперсплавов и разработка технологии ремонта лопаток газовых турбин / К. А. Ющенко, В. С. Савченко, Л. В. Червякова и др. // Автомат. сварка. — 2005. — №6. — С. 3–6.
25. Horikava K., Kuramoto S., Kauno M. Sources of a trace amount of sodium, and its effect on hot ductility of an Al-5 mass % Mg alloy // Light Metals Review. — 2000. — №7. — P. 18–23.
26. Wilken K., Bauer S. Eignung von MVT- und PVR-Versuch zur Bestimmung der Mikrorissanfaelligkeit // Schweiben und Schneiden. — 1998. — 50, №3. — S. 160–165.
27. Степанов В. В., Чернышова Т. А., Шевелев В. В. О межзеренном проскальзывании при сварке сплавов платины и локальных интеркристаллитных разрушениях в околошовной зоне // Свароч. пр-во. — 1975. — №8. — С. 1–3.
28. Ozgowicz W. The relationship between hot ductility and intergranular fracture in an CuSn6P alloy at elevated temperatures // Proc. of 13th Intern. scientific conf. on achievements
in mechanical and materials eng., 16–19 May, 2005, GliwiceWisla. — 2005. — P. 503–508.
29. Казеннов Ю. И., Степанков В. Н., Проценко Л. Н. Рекристаллизация и тонкое строение металла околошовной зоны сварных соединений из тонколистовой аустенитной стали // Свароч. пр-во. — 1982. — №5. — С. 7–9.
30. Noecker II F. F., DuPont J. N. Metallurgical investigation into ductility dip cracking in Ni-based alloys. Pt II: Microstructural and microchemical development is characterized during simulated weld reheat thermal cycle and correlated to ductility dip cracking susceptibility // Welding J. — 2009. — 88, №3. — C. 62–77.
31. Collins M. G., Ramirez A. J., Lippold J. C. An investigation of ductility dip cracking in nickel-based filler materials. Pt. III. The characteristics of weldmetal grain boundaries associated with elevated-temperature fracture are investigated // Ibid. — 2004. — 83, №2. — P. 39–49.
32. Nakao Y., Shinozaki K., Ogawa T. Sakurai H. Effect of Cr and S on ductility-dip cracking susceptibilities in the reheated weld metals of Ni–Cr–Fe ternary alloys. Pt 2: Study on microcracks in multipass weld metals of Ni-base alloys // Trans. of JWS. — 1993. — 24, №2. — P. 101–106.
33. Казеннов Ю. И., Ревизников Л. И. Влияние примесных и легирующих элементов на свариваемость стали со стабильно аустенитной структурой // Свароч. пр-во. — 1978. — №11. — С. 29–32.
34. Ющенко К. А., Старущенко Т. М. Роль кислорода в образовании трещин при сварке инвара // Автомат. сварка. — 1981. — №8. — С. 21–24.
35. Yushchenko K. A., Savchenko V. S. Classification and mechanism of cracking in welding high-alloy steels and nickel alloys in brittle temperature ranges // Hot cracking phenomena in welds II / Eds: Th. Bollinghaus, H. Herold, C. E. Cross, J. C. Lippold. — Berlin; Heidelberg: Springer, 2008. — P. 147–170.
36. Шоршоров М. Х., Чернышова Т. А., Лосева Г. И. О миграции границ зерен и межзеренном проскальзывании в металле шва сварных соединений никелевых сплавов // Свароч. пр-во. — 1973. — №4. — С. 6–8.
37. Quadrini E., Mengucci P. Influence of microstructure on the hydrogen embrittlement of Al–Li–Cu–Mg–Zr alloys // J. Mater. Sci. — 1992. — 27. — C. 1391–1396.
38. Hicks P. D., Altstetter C. J. Hydrogen-enhanced cracking of superalloys // Metall. Trans. A. — 1992. — 23. — P. 237–249.
39. Symons D. M. Hydrogen embrittlement of Ni–Cr–Fe alloys // Ibid А. — 1997. — 28. — P. 655–663.
40. Lynch S. P. A fractographic study of hydrogen-assisted cracking and liquid-metal embrittlement in nickel // J. Mater. Sci. — 1986. — 21. — P. 692–704.
41. Collins M. G., Lippold J. C. An investigation of ductility dip cracking in nickel-based filler materials. Pt I: The strain-tofracture test has been used to develop temperature-strain relationship for ductility dip cracking // Welding J. — 2003. — 82, №10. — P. 288–295.
42. Collins M. G., Ramirez A. J., Lippold J. C. An investigation of ductility dip cracking in nickel-based filler materials. Pt. II. Fracture behavior and fracture surface morphology are related to microstructure, composition, and temperature // Ibid. — 2003. — 82, №12. — P. 348–354.
43. Сваркав машиностроении: Справочник. В 4 т. — М.: Машиностроение, 1979. — Т. 3 / Под ред. В. А. Винокурова, 1979. — 567 с.
44. Якушин Б. Ф. Современное состояние проблемы горячих трещин в сварных соединениях // 1-й симпозиум «Трещины в сварных соединениях сталей», ЧССР, 13–17 апр.__ 1981 г. // Докл. МВТУ им. Н. Э. Баумана. — М.: МВТУ им. Н. Э. Баумана, 1981. — С. 22–36.
45. Сорокин Л. И., Тупикин В. И. Классификация жаропрочных никелевых сплавов по их стойкости против образования трещин при термической обработке сварных соединений // Автомат. сварка. — 1985. — №5. — С. 23–25.
46. Сорокин Л. И. Свариваемость жаропрочных никелевых сплавов (Обзор). Ч. 2 // Свароч. пр-во. — 2004. — №10. — С. 8–17.
47. The mechanism of ductility dip cracking in nickel-chromium alloys / G. A. Young, T. E. Capobianco, M. A. Penik et al. // Welding J. — 2008. — 87, №2. — P. 31–43.
48. Noecker II F. F., DuPont J. N. Metallurgical investigation into ductility dip cracking in Ni-based alloys. Pt I: Quantifying cracking susceptibility during the first thermal cycle using the Gleeble(r) hot ductility test // Ibid. — 2009. — 88, №1. — C. 7–20.
49. Сливинский А. А., Файт П. Структура и свойства сварных соединений жаропрочного сплава на основе никеля // Автомат. сварка. — 2003. — №5. — С. 7–13.
50. Характер образования горячих трещин при сварке литых жаропрочных никелевых сплавов / К. А. Ющенко, В. С. Савченко, Н. О. Червяков, А. В. Звягинцева // Там же. — 2004. — №8. — С. 35–40.
51. Aoh J. N., Yang C. H. Cracking susceptibility study of inconel 600 alloy using varestraint and hot ductility test // 6th Intern. trends in welding research conf. proc., 15–19 Apr. 2002, Pine Mountain. — ASM International, 2003. — P. 597–602.
52. Влияние технологических приемов на стойкость сварных соединений никелевых сплавов против образования трещин при термической обработке / Ю. С. Багдасаров, Л. И. Сорокин, Б. Ф. Якушин, С. Ф. Морящев // Свароч. пр-во. — 1983. — №4. — С. 23–26.
53. О влиянии временных деформаций на снижение сопротивляемости околошовной зоны локальным разрушениям / О. С. Мнушкин, Б. В. Потапов, Л. А. Копельман, Г. Л. Петров // Там же. — 1974. — №2. — С. 1–3.