Включений расположенных

Для определения внутренних дефектов сварных соединений (трещин, непроваров, включений) применяют радиационный и ультразвуковой методы контроля; в более редких случаях — магнитный.

Улучшение качества стали. Для удаления из жидкой стали растворенных в ней газов и неметаллических включений применяют ее вакуумную обработку. Для этого ковш с жидкой сталью помешают в герметически закрытую камеру, где создается разряжение 267...667 Па (2...5 мм рт. ст.). Бурно выделяющиеся газы увлекают с собой и выносят из металла неметаллические включения В течение 10...15 минут количество растворенных газов уменьшается в 3...5 раз, количество неметаллических включений- в 2...3 раза.

Форма включений, различная отражательная способность и их поведение по отношению к кислотам, щелочам и определенным растворам солей — все это используется для идентификации. Кроме этого, иногда для распознавания включений применяют механические способы испытания (определение твердости методом царапания и микротвердости), при этом минимальные размеры включений, например при измерении микротвердости, должны превышать удвоенную длину диагонали отпечатка.

Для выявления этих включений применяют следующие трави-тели.

Для приготовления порошковых смесей матричного материала и упрочняющих включений применяют механическое и химическое смешивание (разложение смеси солей, поверхностное окисление, внутреннее окисление, водородное восстановление, химическое осаждение из растворов и др.).

(0,2—0,3 %). При толщине стенки более 15—20 мм используют легирование Си (0,8—1,0 %) и Сг (0,3—0,5%). Для средних и тяжелых отливок, в которых допускается наличие в микроструктуре карбидных включений, применяют комплексное легирование чу-гуиа Мо (0,3—0,8 %), № (0,7—1,2 %) и Сг (0,2—0,6 %). В отдельных случаях для повышения твердости применяют легирование В (0,04 %) совместно с Си (0,4—0,6 %) или Ni (0,5—0,6 %).

Центробежное фильтрование осуществляют в гидроциклонах или центрифугах. Для осаждения твердых включений применяют напорные гидроциклоны, а для удаления всплывших загрязнений и их осаждения -открытые безнапорные.

{0,2—0,3 %). При толщине стенки более 15—20 мм используют легирование Си (0,8—1,0 %) иСг(0,3—0,5%). Для средних и тяжелых отливок, в которых допускается наличие в микроструктуре карбидных включений, применяют комплексное легирование чугуна Мо (0,3—0,8 %), Ni (0,7—1,2 %) и Сг (0,2—0,6%). В отдельных случаях для повышения твердости применяют легирование В (0,04 %) совместно с Си (0,4—0,6 %) или № (0,5—0,6 %.).

Для совмещения дегазации за счет вакуумирования и обработки шлаками с удалением вредных примесей и неметаллических включений применяют комплексное внепечное рафинирование на установках типа «печь—ковш». Такие установки оснащены устройством для продувки аргоном, статором для электромагнитного перемешивания металла, нагревательным устройством, системами вакуумирования и бункерами для подачи ферросплавов и лигатуры (рис. 5.25). В результате такой комплексной обработки содержание водорода составляет менее 2 см3 на 100 г металла, кислорода — менее 0,005 %, серы — 0,005-0,010 %. Подогрев и перемешивание обеспечивают стабильную температуру при разливке.

Слитки и отливки суперсплавов обычно отливают под вакуумом, чтобы избежать окисления присутствующих в их составе химически активных элементов. Разработаны многоступенчатые технологические схемы выплавки, литья и кристаллизации суперсплавов. От дуговой плавки на воздухе перешли к плавке сплавов дуплекс-процессом, включающим в себя дуговую плавку на воздухе и вакуумно-дуговой переплав или ва-куумно-дуговой переплав электродов с индукционной плавкой в вакууме. С целью снижения содержания вредных примесей и неметаллических включений применяют электрошлаковый переплав электродов, полученных в индукционной вакуумной печи.

К качеству металла, идущего на отливку слитков и катанки, предъявляются повышенные требования, поэтому для дополнительной его очистки от окисных и шлаковых включений применяются фильтры из стеклосетки, устанавливаемые в литейной чаше. При необходимости снижения газосодержания алюминия и более глубокой его очистки от окисных включений применяют рафинирование расплава комбинированным методом в потоке. Этот метод рафинирования заключается в постоянном азотировании потока алюминия и пропускании его через флюсы. Для осуществления этих процессов между леткой разливочной печи и литейной чашей устанавливают специальный короб.

Для вязкого излома характерным является ямочное микростроение. При рассмотрении поверхности пластичного излома в электронный микроскоп видно ямочное, а в оптический — гру-боямочное строение (см. рис. 5). Такое строение объясняется тем, что при достижении предельных состояний в локальных объемах на участках, представляющих собой препятствия для непрерывности деформации, зарождаются микропустоты. Часто это границы зерен, субграницы, частицы избыточной и упрочняющей фаз, границы фаза—матрица, участки скопления дислокаций, в гомогенных материалах — место пересечения плоскостей скольжения и т. п. По мере увеличения напряжений микропустоты растут, сливаются, что приводит к полному разрушению с образованием на изломе углублений в виде ямок, соединенных между собой перемычками. Если бы дефектов, вернее, неодно-родностей в материале не существовало, то разрушение должно было бы наступить после того, как сечение образца приобретет вид точки. Надрыв у внутреннего дефекта облегчается образованием объемного (в неблагоприятных случаях — гидростатического) напряженного состояния. Подобные условия существуют вблизи надрезов или в области шейки растягиваемого образца. При высоком значении относительного сужения ty изломы имеют, как правило, мелкоямочное строение, при малом значении г); и косом изломе — крупноямочное. При разрушении от чистого среза также может быть отрыв при наличии большого количества включений, расположенных вдоль плоскостей скольжения.

При обнаружении в сварных швах таких дефектов, как непровары, цепочки газовых пор или шлаковых включений, расположенных по всей длине снимка, необходимо независимо от установленной длины шва, подлежащей контролю, произвести дополнительное просвечивание в соответствии с Правилами Котлонадзора или техническими условиями на изготовление объекта.

Примечания: 1. При определении суммарной протяженности неметаллических включений, расположенных прерывистой цепочкой, промежутки между ними размером более 0,1 мм исключаются.

сварных соединений трубных систем и трубопроводов по размерам пор и шлаковых включений, расположенных отдельно или входящих в состав отдельных цепочек и скоплений, а также по показателю концентрации

Чугун. Наличие графитных включений затрудняет дефектоскопию чугуна всех типов, кроме белого, который применяют сравнительно редко. Например, при радиационном контроле скопления графитных включений, расположенных по ходу лучей проникающего излучения, могут быть ошибочно классифицированы как дефект. Поэтому чувствительность всех методов дефектоскопии при контроле чугуна понижена. Особенно затруднен ультразвуковой контроль наличием ложных сигналов от графитных включений, его проводят на пониженных (0,5—2 МГц) частотах.

Плоскостные дефекты, выходящие на донную поверхность, регистрируются ДВМ как эхосигнал от верхнего кончика дефекта. Фаза при этом такая же, как фаза донного сигнала. Этим дефектам обычно соответствует увеличение времени пробега и/или ослабление донного сигнала. Главная причина ошибок при оценке плоскостных дефектов, идущих от донной поверхности, - это эхосигналы от крупных пор или цепочек шлаковых включений, расположенных вблизи донной поверхности. Они имеют много общих характеристик с эхосигналами от плоскостных дефектов, хотя амплитуда эхосигнала от объемных дефектов обычно больше. Там, где интерпретация затруднительна, измеряют высоту дефекта, используя прямое отражение от предполагаемого дефекта и эхосигнала от нижней части дефекта как от углового отражателя.

На некоторых деталях, работающих на растяжение или изгиб, допускается небольшое количество волосовин и шлаковых включений, расположенных не кучно, а в виде прерывистых черточек на прямолинейных участках детали. В местах концентрации напряжений (на галтелях, острых углах, у масляных отверстий) их не допускают.

При скорости нагрева 60 - 100°С/мин для всех вариантов исходной структуры образование гфазы начинается в низкокремнистых участках матрицы, причем преимущественными местами зарождения аустенитных кристаллов являются стыки и границы зерен феррита, а не межфазные поверхности раздела феррит - графит, несмотря на наличие в образцах серий Б и В мелких графитных включений, расположенных в обедненных кремнием областях (рис. 36). Поскольку эти включения обладают повышенной растворимостью и обеспечивают пересыщение углеродом прилегающих областей ферритной матрицы в соответствии с флуктуацион-ной теорией, следовало ожидать образования зародышей -у-Фаэь1 именно здесь. Тем не менее аустенит в первую очередь появляется в менее обогащенных углеродом областях ферритной матрицы, на границах зерен и субзерен. Эти данные свидетельствуют о том, что в чугуне, так же как и в стали, образование аустенита по границам зерен связано прежде всего с их неустойчивостью с термодинамической точки зрения. Концентрационные же изменения играют вторичную роль, хотя, несомненно, оказывают влияение на а -* 7-пре-вращение.

Здесь следует отметить, что в сварных соединениях прочность сцепления металлической основы и включений, расположенных в зоне термического влияния, может уменьшаться в результате высокотемпературного нагрева в процессе сварки, приводящего к изменению механических свойств матрицы. Это определяет пониженное сопротивление листового проката и сварного соединения к СР, что послужило основанием для отнесения СТ к дефектам сварных соединений типа холодных трещин. В условиях низкой пластичности формирование слоистой макротрещины проходит без макропластиче-ских деформаций (рис. 4.3, а) с образованием слоисто-хрупкого разрушения [15]. В более пластичной основе включение деформируется в форму линзы, а затем происходит разрушение основы (рис. 4.3, б). Очевидно, что во втором случае поверхность разрушения при движении СТ будет иметь вязкий вид, что означает повышенное сопротивление СР (слоисто-вязкое разрушение).

Общая картина формирования и движения магистральной СТ показана на рис. 4.3, в. Возникнув от большого одиночного включения или от ряда близко расположенных включений, трещина может развиваться по одной или нескольким параллельным плоскостям. Впере-

При скорости нагрева 60 - 100°С/мин для всех вариантов исходной структуры образование 7-фазы начинается в низкокремнистых участках матрицы, причем преимущественными местами зарождения аустенитных кристаллов являются стыки и границы зерен феррита, а не межфазные поверхности раздела феррит - графит, несмотря на наличие в образцах серий Б и В мелких графитных включений, расположенных в обедненных кремнием областях (рис. 36). Поскольку эти включения обладают повышенной растворимостью и обеспечивают пересыщение углеродом прилегающих областей ферритной матрицы в соответствии с флуктуацион-ной теорией, следовало ожидать образования зародышей -у-фазы именно здесь. Тем не менее аустенит в первую очередь появляется в менее обогащенных углеродом областях ферритной матрицы, на границах зерен и субзерен. Эти данные свидетельствуют о том, что в чугуне, так же как и в стали, образование аустенита по границам зерен связано прежде всего с их неустойчивостью с термодинамической точки зрения. Концентрационные же изменения играют вторичную роль, хотя, несомненно, оказывают влияение на а вращение.