Пластичность соединений

Наконец, жаропрочность зависит от размера зерна. Более крупное зерно повышает жаропрочность (А. М. Борздыка), хотя при этом часто пластичность снижается.

Поэтому, когда образуется при испытании мартенсит, кривые ов и Оо,2 расходятся (рис. 367,о), и соотношение Сто.г/Фв уменьшается. Сталь Х18АГ19 не содержит никеля и несмотря на аустенитную структуру в ней при температурах ниже (—80) — (—100)°С появляется в изломе хрупкая составляющая. В этом случае пластичность снижается, предел текучести при снижении тегпературы быстро повышается, кривые Сто,2/о"в сближаются (рис. 367,в) и отношение 0,!/Оо,2 становится больше 0,5, достигая 1.

Цирконий, благодаря малому сечению захвата, высокой температуре плавления, пластичности и высокой коррозионной стойкости цирконии получил преимущественное применение для покрытия тепловыделяющих элементов и труб (малое эффективное сечение захвата нейтронов в реакторе). Цирконий имеет две аллотропические модификации: а — с решеткой г. п. у. и Р — с решеткой о. ц. к. Температура перехода а=?*Р равна 862СС. Механические свойства циркония колеблются в зависимости от чистоты, структурного состояния и других факторов в следующих пределах: ов = 20-4-49 кгс/мм2; 0,;.2 = 5-4-20 кгс/мм2; 6 = 20-4-40%; твердость НВ 304-60. Отсюда видно, что это весьма мягкий и непрочный металл. Легирование циркония значительно упрочняет его. Известны сплавы на основе циркония с прочностью 0В = = 80-4-100 кгс/мм2 (при этом пластичность снижается до б = 3-т-5%). В качестве одного из высокопрочных сплавов циркония можно указать на сплав циркаллой, содержащий 0,5—1% Sn, 0,2% Fe и 0,3% №.

повышенной температуре и более длительной выдержке по сравнению с режимом Т5 придает наибольшую прочность, но пластичность снижается.

Наличие на поверхности образцов газонасыщенного слоя глубиной ~50 мкм после нагрева при 600°С, 50 ч несущественно отразилось на прочности и пластичности при испытании на воздухе. Принципиально другой результат получается при испытании образцов с газонасыщенным слоем в коррозионной среде: из табл. 21 видно, что пластичность снижается почти в 4 раза. Удаление газонасыщенного слоя приводит к возврату свойств в исходное состояние. Осмотр поверхности испытанных образцов с газонасыщенным слоем показал наличие микротрещин, располагающихся перпендикулярно направлению растягивающего уси-

Прокатка и волочение могут осуществляться при комнатной температуре. Под действием холодного наклепа измельчаются зерна металла, завариваются микротрещины, плотность дислокаций в тонком приповерхностном слое повышается. Прочность металла возрастает, пластичность снижается.

С увеличением содержания кремния пластичность снижается, литейные качества улучшаются.

Высокопластичные материалы, упрочняющиеся при холодной деформации, свариваются аргонодуго-вой сваркой. Прочность сплавов растет с увеличением содержания в них кислорода и азота, но пластичность снижается.

Механич. свойства Т. в значит, мере зависят от чистоты и состояния металла. Наиболее резкое влияние на свойства оказывают примесиО, N, Н и С.При увеличении их содержания твердость и прочность Т. повышаются, а пластичность снижается. Напр., при повышении содержания О2 твердость по HV увеличивается с 38 до 630 ке/мм2 (4 ат.%02), ? с 18 100 до 19640 кг/ммг, б снижается с 39 до 4% (2 ат. %О2). Особенно быстро пластичность ухудшается при растворении водорода.

При нагреве на воздухе выше 500—600° сплавы на основе тантала сильно окисляются и одновременно поглощают газы, в результате чего пластичность снижается, а прочность повышается. В связи с этим такие технологич. операции, как деформация, термич. обработка, сварка, пайка и др., должны производиться в вакууме или среде нейтральных газов.

Ниже в табл. 5 приведены данные по твердости валков диаметром 490 мм кз стали 9Х2МФ после двойной нормализации с изотермическим отжигом и после улучшения. После улучшения твердость стали валка значительно выше, чем после двойной нормализации с изотермическим отжигом. После двойной нормализации с изотермическим отжигом предел текучести по сечению равен 30—35 кГ/мм2 (табл. 6). Пластические свойства на поверхности удовлетворительные — сужение поперечного сечения составляет 30%. В направлении к центру пластичность снижается. На расстоянии 2/3 радиуса от поверхности и далее к центру сужение поперечного сечения равно в среднем 7,4%.

СВАРКА ТУГОПЛАВКИХ МЕТАЛЛОВ (вольфрама, ниобия, молибдена, тантала, хро-м а). Высокая активность тугоплавких металлов к азоту, кислороду и водороду требует надежной защиты их при сварке от контактов с атмосферой. При сварке плавлением (аргоно-дуговой, электронным лучом) формирование сварных швов протекает удовлетворительно, но нагрев металлов в деформиров. состоянии вызывает рекристаллизацию и рост зерна на участках шва и прилегающих зон, что неск. снижает пластичность соединений ниобия и тантала и вызывает хрупкость соединений молибдена и вольфрама.

При аргоно-дуговой сварке тантала и его сплавов прочность и пластичность соединений неск. ниже свойств осы. металла. Тантал хорошо сваривается с медью, титаном, ниобием и цирконием; возможна сварка с молибденом и вольфрамом.

Прочность и пластичность соединений, выполненных аргонодуговой сваркой, практически такие же, как основного металла (при расчетах принимается, что прочность сварных соединений равна 90— 95% прочности основного металла). С повышением темп-ры при испытаниях сварных соединений коэфф. ослабления шва не изменяется. Усилие среза сварной точки диаметром 5 мм, полученной контактной сваркой листов толщиной 2 мм, составляет: для сплава ВТ1-1 1450 кг, ВТ1-2—1500 кг, ОТ4-1—1550 кг, ОТ4—1650 кг, ВТ4— 1750 кг, ВТ5-1—1800 кг и ОТ4-2—1800 кг. Статич. выносливость сварных соединений в значительной степени зависит от типа сварного шва (рис. 2).

10"1 Па. Соединения обладают высокой жаропрочностью и коррозионной стойкостью, однако пластичность их низкая. Длительный отжиг, который совмещают с процессом пайки, повышает пластичность соединений за счет диффузии бора, бериллия и кремния в паяемый металл. В процессе пайки возможно значительное растворение паяемого металла в припое, особенно тогда, когда между ними образуются легкоплавкие фазы. При пайке жаропрочных сплавов припоями, содержащими бор, происходит значительное растворение паяемого металла и проникновение припоя по границам зерен паяемого металла. Поэтому эти припои непригодны для пайки тонкостенных конструкций.

При панке сплавов типа ХН77ТЮР эти припои активно растворяют основной металл и проникают по границам зерен. Пластичность соединений, паянных этими припоями, можно повысить отжигом в вакууме или аргоне при температуре ниже температуры пайки на 100 — 150 С. При этом

Соединение меди при низкотемпературной пайке производится стандартными оловянно-свинцовыми припоями ПОССу 30—0,5; ПОС 40; ПОССу 40—0,5, ПОС 61 и свинцово-серебряными припоями ПСр 1,5; ПСр 2,5; ПСр 3 с использованием флюсов на основе хлористого цинка или канифольно-спиртовых. Соединения, паянные оловянно-свинцовыми припоями, теплостойки до температур 100—120 °С. При снижении температуры до —196-=—253 °С предел прочности этих соединений увеличивается в 1,5—2,5 раза, достигая 45—75 МПа, при этом пластичность соединений резко снижается.

Сваркой взрывом свариваются практически все сочетания металлов. Прочность и пластичность соединений в 2...4 раза выше, чем у основного металла. Остаточная пластическая деформация не превышает 1 %. Несмотря на низкий КПД процесса (0,5...3 %) достоинства сварки взрывом обусловлены дешевым и транспортабельным видом энергии (расход ВВ 250...300 кг на 1 т свариваемого металла при максимальной массе одного заряда до 2000 кг) и низкими затратами на организацию производства.

2. Как влияет толщина прослоек на прочность и пластичность соединений при высоких и низких температурах? Как определяют эти свойства?

Из табл. 6 видно, что наибольшей пластичностью обладают швы из молибдена партии 1, минимально загрязненного кислородом. Пластичность соединений, выполненных в вакууме, во всех случаях почти в полтора раза выше, чем сваренных в камере с контролируемой атмосферой.

СВАРКА ТУГОПЛАВКИХ МЕТАЛЛОВ (вольфрама, ниобия, молибдена, тантала, х р о-м а). Высокая активность тугоплавких металлов к азоту, кислороду и водороду требует надежной защиты их при сварке от контактов с атмосферой. При сварке плавлением (аргоно-дуговой, электронным лучом) формирование сварных швов протекает удовлетворительно, но нагрев металлов в деформиров. состоянии вызывает рекристаллизацию и рост зерна на участках шва и прилегающих зон, что неск. снижает пластичность соединений ниобия и тантала и вызывает хрупкость соединений молибдена и вольфрама.

При аргоно-дуговой сварке тантала и его сплавов прочность и пластичность соединений неск. ниже свойств осн. металла. Тантал хорошо сваривается с медью, титаном, ниобием и цирконием; возможна сварка с молибденом и вольфрамом.

Прочность и пластичность соединений, выполненных аргонодуговой сваркой, практически такие же, как основного металла (при расчетах принимается, что прочность сварных соединений равна 90— 95% прочности основного металла). С повышением темп-ры при испытаниях сварных соединений коэфф. ослабления шва не изменяется. Усилие среза сварной точки диаметром 5 мм, полученной контактной сваркой листов толщиной 2 мм, составляет: для сплава ВТ1-1 1450 кг, ВТ1-2—1500 кг, ОТ4-1—1550 кг, ОТ4—1650 кг, ВТ4— 1750 кг, ВТ5-1 —1800 кг и ОТ4-2—1800 кг. Статич. выносливость сварных соединений в значительной степени зависит от типа сварного шва (рис. 2).