Автоматичне зварювання, 2018, №10



2018 №10 (02)

DOI of Article 10.15407/as2018.10.03

2018 №10 (04)

---

«Автоматичне зварювання», № 10, 2018, с. 17-26
 

Вплив поверхнево-активних елементів на утворення кристалізаційних тріщин

В. А. Аношин, В. М. Ілюшенко

ІЕЗ ім. Є. О. Патона НАН України. 03150, м. Київ, вул. Казимира Малевича, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua

На підставі аналізу фізико-хімічних властивостей шкідливих домішок узагальнені представлення про механізм їх впливу на утворення кристалізаційних тріщин у різних металах, що полягають, по-перше, у збагаченні ними границь кристалітів (залишкової рідини) на останніх стадіях затвердіння, по-друге, у прояві ефекту адсорбційного зниження міцності й пластичності. Встановлена відмінність характеру кристалізації однофазних і двофазних (з евтектикою) сплавів частини збагачення границь кристалітів шкідливими домішками. Показане, що найбільший вплив на утвір тріщин виявляють питома поверхнева енергія на границі твердий метал – розплав і границь зерен. Установлене, що на підвищену схильність до утворення кристалізаційних тріщин можуть впливати й поверхнево-активні легуючі елементи, що характеризуються тими ж фізико-хімічними властивостями, що й шкідливі домішки. Формула докритичного росту тріщини, запропонована Е. Є. Глікманом та ін. може бути критерієм оцінки впливу поверхнево-активних елементів на утворення кристалізаційних тріщин. Библіогр. 36, табл. 2, рис. 9.
Ключевые слова: кристаллизационные трещины, вредные примеси, физико-химические свойства, эффект адсорбционного понижения пластичности и прочности, коэффициент распределения, обогащение границ зерен, диаграмма состояния, характер кристаллизации, эвтектика

Надійшла до редакції 10.09.2018
Підписано до друку 25.10.2018

Література

1. (1962) Решение совещания по горячим трещинам в сварных соединениях, отливках и слитках. Сварочное производство, 11, 41–43.
2. Подгаецкий В. В., Парфессо Г. И. (1977) Трещины сульфидного происхождения при сварке стали. Киев, Наукова думка.
3. Прохоров Н. Н. (1976) Физические процессы в металлах при сварке. Т. 2. Внутренние напряжения, деформации и фазовые превращения, Москва, Металлургия.
4. Drezet J.-M., Allehaux D. (2008) Application of the Rappaz-Drezet-Gremaud Hot Tearing Criterion to Welding of Aluminium Alloys. T. Boellinghaus. H. Herold. Care E. Cross Joohn C. Lippald (Eds.) Hot Cracking Phenomena in Welds II. Springez-Verlag Berlin Heidelberg, pp. 19–37.
5. Новиков И. И. (1966) Горячеломкость цветных металлов и сплавов. Москва, Наука.
6. Brooks J. A., Lambert F. J. (1978). The Effects of Phosphorus, Sulfur and Ferrite Content on Weld Cracking of Type 309 Stainless Steel. Welding Research Supplement, May, 139–143.
7. Nishimoto K., Saida K., Kiuchi K., Nakayama J. (2011) Influence of Minor and Impurity Elements on Hot Cracking Susceptibility of Extra High-Purity Type 310 Stainless Steels. J. Lippold. T. Böllinghaus. Care E. Cross. (Eds.) Hot Cracking Phenomena in Welds. Springez-Verlag Berlin Heidelberg, pp. 183–207.
8. Bernasovsky P. (2005) Contribution to HAZ Liquation Cracking of Austenitic Stainless Steels. Böllinghaus T. Herold H. (Eds.) Hot Cracking Phenomena in Welds. Springez-Verlag Berlin Heidelberg, pp. 84–103.
9. Аношин В. А., Илюшенко В. М., Бондаренко А.Н. и др. (2014). Комплексная оценка влияния основных примесей на свариваемость меди. Автоматическая сварка, 11, 27–30.
10. Ниженко В. И., Еременко В Н. (1964) О поверхностной активности присадок в жидких металлах. Порошковая металлургия, 2 (20), 11–18.
11. Вайсбурд С. Е. (1965) Поверхностные свойства бинарных металлических расплавов Fe–S, Co–S, Ni–S. Поверхностные явления в расплавах и возникающих из них твердых фазах. Нальчик, Кабардино-балкарское книжное изд-во, сс. 333–337.
12. Ростокер У., Мак-Коги Дис. Маркус Г. (1962). Хрупкость под действием жидких металлов. Москва, Изд-во иностранной литературы.
13. Ниженко В. И., Флока Л. И. (1981). Поверхностное натяжение жидких металлов и сплавов. Москва, Металлургия.
14. Тиллер У. А. (1968). Глава IV. Затвердевание. Физическое металловедение. Кан (ред.). Вып. II. Фазовые превращения. Металлография. Москва, Мир, сс. 155–226.
15. Бартел И., Буриг Э., Хайн. К. и др. (1987). Кристаллизация из расплавов. Справочное издание. Москва, Металлургия.
16. Хансен М., Андерко К. (1962). Структура двойных сплавов. Т.1, 2. Москва, Металлургиздат.
17. Лихтман В. И., Щукин Е. Д., Ребиндер П. А. (1962). Физико-химическая механика металлов. Москва, АН СССР.
18. Гликман Е. Э., Горюнов Ю. В., Дёмин В. М., Сарычев К. Ю. (1976) Кинетика и механизм разрушения меди при деформации в поверхностно-активных расплавах. Изв. вузов СССР. Физика, 5, 7–23.
19. Мовчан Б. А. (1970). Границы кристаллитов в литых металлах и сплавах. Киев, Техніка.
20. Powell B. D., Mukura H. (1973). The segregation of bismuth to grain boundaries in copper-bismuth alloys. Acta Met., 21, 1151–1156.
21. Карманчук В. И., Жердев А. М., Фридман Л. П. и др. (1979). О причинах трещинообразования в бескислородных медных слитках непрерывного литья. Цветные металлы, 6, 58–69.
22. Аношин В. А., Илюшенко В. М., Лукьянченко Е. П. (2018). Влияние основных примесей на образование трещин при сварке медно-никелевых сплавов и наплавке монель–металла на сталь. Автоматическая сварка, 4, 14–17.
23. Аношин В. А., Илюшенко В. М., Руденко В. Н. (1973). Влияние серы на образование трещин при сварке монеля и никеля. Там же, 11, 74–75.
24. Аношин В. А., Гуревич С. М., Илюшенко В. М., Баранова В. Н. (1981). Влияние поверхностно-активных элементов на деформационную способность никеля и монеля. Там же, 7, 46–48.
25. Гуревич С. М., Аношин В. А., Илюшенко В. М., Витман Д. В и др. (1970). Влияние церия на склонность монель–металла к образованию трещин. Там же, 1, 72–73.
26. Чалмерс Б. (1968). Теория затвердевания. Москва, Металлургия.
27. Рабкин Д. М., Фрумин И. И. (1950). Причины образования горячих трещин в сварных швах. Автоматическая сварка, 2, 3–43.
28. Попель С. И., Царевский Б. В., Павлов В. В. и др. (1976). О взаимном влиянии кислорода и серы на их поверхностную активность в железе. Физическая химия раздела контактирующих фаз. Киев, Наукова думка.
29. Задумкин С. Н., Карашаев А. А. (1965) .Связь между поверхностными энергиями металлов в твердой и жидкой фазах. Поверхностные явления в расплавах и возникающих из них твердых фазах. Нальчик, Кабардино-балкарское книжное изд-во.
30. Кузнецов В. Д. (1954). Поверхностная энергия твердых тел. Москва, Госиздат.
31. Илюшенко В. М. Аношин В. А., Бондаренко А. Н. и др. (1980). Некоторые вопросы свариваемости сложнолегированных медных сплавов. Докл. I Всесоюзной конф. «Актуальные проблемы сварки цветных металлов». Киев, Наукова думка, сс. 225–229.
32. Мондольфо Л. Ф. (1979). Структура и свойства алюминиевых сплавов. Москва, Металлургия.
33. Дриц М. Е. и др. (1973). О характере взаимодействия скандия с алюминием в богатой алюминием части системы Al–Sc. Изв. АН СССР. Металлы. Москва, Наука, 213–217.
34. Benz M. G., Elliot J. F. (1961). The auskaite solidus and revised iron-carbon diagram. Trns Metallurg Soc. AIME, 221, 2, 323–331.
35. Шадрин Г. Г. (1980). Влияние содержания натрия на горячеломкость сплава 1920 системы Al–Mg–Zn. Технология легких сплавов, 10, 12–14.
36. Ищенко А. Я., Лабур Т. М. (2013). Сварка современных конструкций из алюминиевых сплавов. Киев, Наукова думка.