Пластичности некоторых

Для сварки конструкционных сталей тип электрода содержит букву Э, вслед за которой цифрами указана величина временного сопротивления при разрыве; например: Э38, Э42, Э50 ... Э150. У некоторых типов электродов после цифр поставлена буква А, что характеризует более высокие характеристики пластичности наплавленного металла (см. табл. 15). Электроды этого типа регламентированы только по характеристикам механических свойств (ав; 66; ан, угол загиба) и содержанию серы и фосфора в наплавленном металле.

Как отмечалось выше, для обеспечения технологической прочности сварных соединений конструкций из высокопрочных материалов в настоящее время широко используются менее прочные, чем основной металл, но более пластичные присадочные проволоки. При этом, как было показано в данном разделе, требование по равнопрочное™ основному металлу для получаемых в результате такой технологии сварки соединений могут быть удовлетворены путем рационального выбора относительных размеров мягких швов (т.е. разделки под сварку). Однако данная ситуация может быть реализована лишь в том случае, если запаса пластичности металла мягкого шва достаточно для пластического деформирования (без разрушения) в условиях высокой жесткости напряженного состояния, которое наблюдается в наиболее нагруженных зонах сварных соединений при относительно небольших размерах мягких швов. Так, например, в соединениях с симметричными или кососиммет-ричными геометрическими формами мягких прослоек (шевронные, X-образные, прямолинейные и нактонные) наибольшая жесткость напряженного состояния достигается в их центральной части. Для соединений с несимметричными прослойками (К-образными) — в области линии разветвления пластического течения мягкого металла. Исходя из этого, выбор присадочных материалов при сварке конструкций из высокопрочных сталей и сплавов следует осуществлять на основе закономерности контактного упрочнения мягких швов и с учетом запаса пластичности наплавленного металла.

Как отмечалось выше, для обеспечения технологической прочности сварных соединений конструкций из высокопрочных материалов в настоящее время широко используются менее прочные, чем основной металл, но более пластичные присадочные проволоки. При этом, как было показано в данном разделе, требование по равнопрочное™ основному металлу для получаемых в результате такой технологии сварки соединений могут быть удовлетворены путем рационального выбора относительных размеров мягких швов (т.е. разделки под сварку). Однако данная ситуация может быть реализована лишь в том случае, если запаса пластичности металла мягкого шва достаточно для пластического деформирования (без разрушения) в условиях высокой жесткости напряженного состояния, которое наблюдается в наиболее нагруженных зонах сварных соединений при относительно небольших размерах мягких швов. Так, например, в соединениях с симметричными или кососиммет-ричными геометрическими формами мягких прослоек (шевронные, X-образные, прямолинейные и наклонные) наибольшая жесткость напряженного состояния достигается в их центральной части. Для соединений с несимметричными прослойками (F-образными) — в области линии разветвления пластического течения мягкого металла. Исходя из этого, выбор присадочных материалов при сварке конструкций из высокопрочных сталей и сплавов следует осуществлять на основе закономерности контактного упрочнения мягких швов и с учетом запаса пластичности наплавленного металла.

низкой пластичности наплавленного металла. В последнее время чаще используют более основные по составу флюсы. Измерение показателя основности развито Тулиани и др. [4]:

Ценным свойством электрода марки ЦТ-1 является высокая пластичности наплавленного слоя, при наплавке не требуется подогрева; в наплавленном металле не возникает трещин.

Смысл букв и цифр в знаменателе полного обозначения, характеризующих свойства наплавленного металла, указан в ГОСТ 9467—75. В ГОСТ 9467—75 регламентированы 14 типов электродов для сварки конструкционных сталей (см. табл. 4.1) В наименовании типа электрода содержится буква Э, после которой приведено значение временного сопротивления разрыва, кгс/мм2 (например, Э38, Э42, Э50). У некоторых типов электродов после цифр поставлена буква А, что указывает на более высокие характеристики пластичности наплавленного металла (см. табл. 4.1). У электродов этих типов регламентированы механические характеристики (временное сопротивление разрыву, относительное удлинение, коэффициент наплавки и угол изгиба), а также содержание серы и фосфора в наплавленном металле.

Для сварки конструкционных сталей тип электрода содержит букву Э, вслед за которой цифрами указано значение временного сопротивления при разрыве (в кгс/мм2), например: Э38, Э42, Э50 ... Э150. У некоторых типов электродов после цифр поставлена буква А, что характеризует более высокие характеристики пластичности наплавленного металла (см. табл. 2.8). Электроды этих типов регламентированы только по характеристикам механических свойств и содержанию серы и фосфора в наплавленном металле.

Достаточно элементарным в случае наличия неоднородности свойств является также подход, когда о прочности, пластичности или вязкости соединения судят по свойствам наиболее слабой зоны. Ограничиваются при этом определением прочности и пластичности наплавленного металла, ударной вязкости и угла загиба отдельных зон соединения, хотя при этом участвуют в работе и соседние участки, и по ним судят о свойствах соединения в целом.

Снижение пластических и вязких свойств наплавленного металла в интервале выдержек 300—500° С начинает проявляться (в исходном состоянии после сварки), если количество феррита в структуре достигает 8—10%. Повышение его содержания до 15—20% приводит уже к резкому падению ударной вязкости даже после относительно кратковременной выдержки в течение 10 ч и особенно в интервале температур 425—475° С. Дальнейшее повышение содержания феррита в структуре до 40—50% уже не снижает дополнительно вязкости и пластичности наплавленного металла [23]. Увеличение длительности старения, способствуя дальнейшему снижению уровня вязких и пластических свойств, расширяет также и температурный интервал охрупчи-вания, который может быть установлен после длительного старения как 300—500° С.

но и пластичности наплавленного металла. Прочность и твердость последнего (при содержании феррита до 20%) повышаются при этом сравнительно мало.

Выпадение на первых стадиях процесса карбидов и образование ст-фазы сопровождается сравнительно небольшим снижением вязкости и пластичности наплавленного металла, и не является опасным для эксплуатации конструкций. Образование крупных участков ст-фазы особенно при содержании феррита свыше 5% приводит к резкому снижению вязкости и пластичности наплавленного металла и является опасным для работы конструкций особенно в случае ударного приложения нагрузки при комнатной температуре.

Смысл букв и цифр в знаменателе полного обозначения, характеризующих свойства наплавленного металла, указан в ГОСТ 9467—75. В ГОСТ 9467—75 регламентированы 14 типов электродов для сварки конструкционных сталей (см. табл. 4.1) В наименовании типа электрода содержится буква Э, после которой приведено значение временного сопротивления разрыва, кгс/мм2 (например, Э38, Э42, Э50). У некоторых типов электродов после цифр поставлена буква А, что указывает на более высокие характеристики пластичности наплавленного металла (см. табл. 4.1). У электродов этих типов регламентированы механические характеристики (временное сопротивление разрыву, относительное удлинение, коэффициент наплавки и угол изгиба), а также содержание серы и фосфора в наплавленном металле.

Рис. 3.58. Диаграммы пластичности некоторых титановых сплавов: / — ВТ-1, 2 — сплав 2В, 3 — сплав 3В, 4 — сплав 17

Литературные данные о заниженной пластичности некоторых металлов обусловлены наличием примесей, количество которых равно сотым, десятым долям процента и даже нескольким процентам.

Энергия дефектов упаковки. Есть основания полагать, что эта характеристика играет роль при деформировании металлов. Были предположения о связи низкой пластичности некоторых металлов с их высокой энергией дефектов упаковки (ЭДУ). Однако' имеющиеся данные не позволяют установить зависимость низкой пластичности металлов от высокой ЭДУ. Золото, алюминий, свинец имеют высокую пластичность (100 %), но ЭДУ их значительно отличаются: у золота 0,02—0,05, а у алюминия 0,2—0,3 Дж/'м2. Гольмий и эрбий имеют одинаковую ЭДУ, но ty их отличается в десятки раз. Значительные отличия величины ЭДУ одного и того же металла, по данным различных авторов (у церия 0,005—0,080, иттербия 0,01—0,13, кальция 0,015—0,1, титана 0,01— 0,2 Дж/м2), также препятствуют установлению какой-либо закономерности.

Рис. 3.58. Диаграммы пластичности некоторых титановых сплавов:

27.Лебедев Д.В., Афонина В.М., Гуляев А.П. и др. Влияние масштабного фактора на характеристики прочности и пластичности некоторых сталей. - Проблемы прочности, 1970, № 7, с. 42-49.

2. А. А. Пресняков, В. В. Червякова. О пластичности некоторых сплавов на основе алюминия.— В сб. «Труды ИЯФ АН Каз. ССР», т. 2. Алма-Ата, ИЯФ АН Каз. ССР, 1959.

Высоколегированная сталь мар-тенситного и мартенситно-фер-ритного классов. К недостаткам аустенитной стали относится склонность к образованию трещин при совместном воздействии напряжений и коррозионной среды (коррозионное растрескивание) и образование кольцевых трещин в околошовной зоне сварных соединений вследствие резкого снижения пластичности некоторых участков околошовной зоны при нагреве. Аустенитная сталь дорога из-за высокого содержания никеля.

изменения пластичности некоторых металлов.

Слябы стали некоторых марок замедленно охлаждают, а затем подвергают термообработке в печах с выдвижным подом! При назначении на строжку поверхности слябы предварительно правятся на гидравлическом прессе с усилием 1200 т и рабочим ходом плунжера 100 мм. Отдельные дефекты удаляются с помощью наждачных станков. После ремонта слябы нагревают в методических печах и прокатывают на горячекатаный лист или подкат. По заказам потребителей изготавливаются холоднокатаный нержавеющий лист и лента, а также полированные пластины. Для обеспечения удовлетворительной пластичности некоторых сталей при прокатке на слябинге был проведен ряд исследований. Для удовлетворительной прокатываемое™ стали ЭИ962 оказалось необходимым сузить пределы содержания элементов: углерода — до 0,14—0,16%, хрома — до 10,5—11,2%, никеля — до 1,6—1,8%, т. е. уменьшить содержание ферритной составляющей в структуре при высоких температурах [223]. Попытки добиться улучшения пластичности стали за счет изменения технологии выплавки (выплавка на чистых шихтовых материалах, с рудным ки-пом, с продувкой аргоном и т. п.) эффекта не дали.

Для повышения пластичности некоторых алюминидов (FeA Fe3Al, NiAl и Ni3Al) применяются самые разные методы, та кие как измельчение зерна при термомеханической обработ ке, микролегирование бором и различные технологические процессы быстрого затвердевания. Особенно многообещающи» является легирование небольшим количеством бора [1, 2 10], которое, как уже говорилось, обеспечивает высокук пластичность сверхстехиометрического №3А1 при комнатнор температуре, что можно видеть на рис. 19.1 [l]. Бор прей мущественно сегрегирует по границам зерен даже в материа лах, полученных методом центробежного литья. Пластичность поликристаллов №3А1 + В существенно снижается с повышением температуры и при проведении испытаний на воздухе имеет ярко выраженный минимум в области 600—800 °С [11]. Значительное влияние на пластичность при температурах <800 °С оказывает технология изготовления сплава. Менее резкий характер минимума пластичности при испытаниях в вакууме и в сплавах, содержащих хром, указывает на то, что определяющую роль в эффекте динамического охрупчива-ния играет кислород [3]. Таким образом, для литых сплавов №3А1 + В не рекомендуется проводить операции обработки, 292

Таблица в. Модуль кинетической пластичности некоторых сталей при обработке холодом в зависимости от условий охлаждения