Автоматическая сварка, 2014, №02



2014 №02 (07)

2014 №02 (02)

---

Журнал «Автоматическая сварка», № 2, 2014, с.3-12

СОПРОТИВЛЯЕМОСТЬ ОБРАЗОВАНИЮ ХОЛОДНЫХ ТРЕЩИН МЕТАЛЛА ЗТВ СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ ВЫСОКОПРОЧНЫХ УГЛЕРОДИСТЫХ СТАЛЕЙ

А. А. ГАЙВОРОНСКИЙ

ИЭС им. Е. О. Патона НАН У. 03680, г. Киев-150, ул. Боженко, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua
 
Реферат
Исследовано влияние температуры предварительного подогрева и погонной энергии наплавки на изменение сопротивляемости замедленному разрушению металла ЗТВ высокопрочной стали при изменении содержания углерода в ней от 0,55 до 0,75 %. При испытаниях по методу Имплант оценено влияние содержания углерода в стали на показатели критических напряжений при замедленном разрушении металла ЗТВ . Методами растровой электронной микроскопии изучено влияние скорости охлаждения на характер разрушения металла, определены характерные зоны изломов и параметры структурных составляющих. Установлено, что при электродуговой наплавке вследствие формирования в участке перегрева закалочных структур с высокой плотностью дислокаций и локальными внутренними напряжениями, металл ЗТВ предрасположен к замедленному разрушению. При увеличении содержания углерода в стали и скорости охлаждения склонность к разрушению повышается, а уровень критических напряжений снижается до 0,07?0,2. Увеличению сопротивляемости замедленному разрушению металла ЗТВ высокопрочных углеродистых сталей до уровня ?_кр ? 0,45?0,2 способствует формирование более пластичных структур при снижении скорости охлаждения в интервале температур 600…500 °С. Построена диаграмма влияния содержания углерода в стали на сопротивляемость металла ЗТВ замедленному разрушению в виде зависимости w6/5 = f(C). Установлено, что предотвратить процесс замедленного разрушения в металле ЗТВ стали, в которой содержание углерода не более 0,60 %, возможно при скорости охлаждения w6/5 не более 16,0 °С/с, при С = 0,60…0,65 % — w6/5 ? 8,0 °С/с и при С = 0,65…0,75 % — w6/5 ? 5,0 °С/с. При таких условиях в металле участка перегрева ЗТВ формируются структуры, которые имеют достаточно высокую способность к микропластическому деформированию без образования микротрещин. Библиогр. 18, табл. 2, рис. 11.
 
Ключевые слова: электродуговая наплавка, высокопрочная углеродистая сталь, ЗТВ, предварительный подогрев, погонная энергия, замедленное разрушение, структура, излом
 
Поступила в редакцию 11.10.2013
Опубликовано 21.01.2014
 
1. О двух путях релаксации остаточных микронапряжений в мартенсите стали / Л. Е. Алексеева, В. И. Саррак, С. О . Суворова, Г. А. Филиппов // Металлофизика. – 1975. – Вып. 61. – С. 79–84.
2. Саррак В. И., Филиппов Г. А. Задержанное разрушение стали после закалки // Физ-хим. мех. материалов. – 1976. –№ 2. – С. 44–54.
3. Панасюк В. В. Механика квазихрупкого разрушения материалов. – Киев: Наук. думка, 1991. – 416 с.
4. Шоршоров М. Х. Металловедение сварки стали и сплавов титана. – М.: Наука, 1965. – 336 с.
5. Макара А. М., Мосендз Н. А. Сварка высокопрочных сталей. – Киев: Техніка, 1971. – 140 с.
6. Макаров Э. Л. Холодные трещины при сварке легированных сталей. – М.: Машиностроение, 1981. – 247 с.
7. Филиппов Г. А., Саррак В. И. Локальное распределение водорода и внутренние микронапряжения в структуре закаленной стали // Физ. мет. и материаловедение. – 1980. – 49, № 1. – С. 121–125.
8. Стеренбоген Ю. А. Некоторые факторы, определяющие стойкость металла ЗТВ мартенситных сталей против образования холодных трещин // Автомат. сварка. – 1986. – № 6. – С. 5–8.
9. Касаткин О. Г. Особенности водородного охрупчивания высокопрочных сталей при сварке // Там же. – 1994. – № 1. – С.3–7.
10. Походня И. К., Швачко И. В. Физическая природа обусловленных водородом холодных трещин в сварных соединениях конструкционных сталей // Там же. – 1997. – № 5. – С. 3–12.
11. Швачко И. В., Игнатенко А. В. Модель транспортировки водорода дислокациями // Там же. – 2007. – №2. – С. 27–30.
12. Скульский В. Ю. Особенности кинетики замедленного разрушения сварных соединений закаливающихся сталей // Там же – 2009. – № 7. – С. 14–20.
13. 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.
14. Влияние термодеформационного цикла наплавки на структуру и свойства железнодорожных колёс повышенной прочности при их восстановлении / А. А. Гайворонский, В. Д. Позняков, В. А. Саржевский и др. // Там же. – 2010. – № 5. – С. 22–26.
15. Структурные изменения в участке перегрева металла ЗТВ колесной стали при дуговой наплавке / А. А. Гайворонский, В. В. Жуков, В. Г. Васильев и др. // Там же. – 2014. – № 1. – С. 16–21.
16. Влияние состава наплавленного металла на структуру и механические свойства восстановленных наплавкой железнодорожных колес / А. А. Гайворонский, В. Д. Позняков, Л. И. Маркашова и др. // Там же. – 2012. – № 8. – С. 18–24.
17. Гайворонский А. А. Влияние диффузионного водорода на сопротивляемость замедленному разрушению сварных соединений высокоуглеродистой стали // Там же. – 2013. – № 5. – С. 15–21.
18. Свойства сварных соединений рельсовой стали при электродуговой сварке / В. Д. Позняков, В. М. Кирьяков, А. А. Гайворонский и др. // Там же. – 2010. – № 8. – С. 19–25.