Факторы, которые определяют склонность металлу высоколегированных сварных швов к образованию горячих трещин

Горячие трещины, образующиеся в высоколегированных аустенитных швах, по своей природе и мерам предотвращения во многом отличаются от тре-щин, возникающих при выполнении нелегированных и низколегированных швов. Так, например, в противополож­ность нелегированным и низколегирован-ным швам, аустенитные швы оказываются более склонными к горячим трещи-нам при повы­шении температуры свариваемого металла (применение предвари-тельного и сопутствующего подогрева) и при увеличении ширины шва. Вместе с тем общим для горячих трещин нелегированных и высоколегированных аус-тенитных швов является: межкристаллитный характер высокотемпературного разрушения металла и связан­ное с этим первостепенное значение для трещино-устойчивости обес­печение достаточной высокотемпературной межкристаллит-ной его рластичности и прочности; отрицательное влияние увеличения толщи-ны свариваемой стали, увеличения размеров (толщины) первич­ных дендритов и кристаллитов, повышения содержания элементов и примесей, обладаюющих меньшей растворимостью в твердом металле, чем в жидком, и снижающих температуру плавления (увеличивающих интервал кристаллизации) и др.

примесей, обладающих меньшей растворимостью в твердом металле, чем в жидком, и снижающих температуру плавления (увеличиваю­щих интервал кристаллизации) и др.

Как уже отмечалось, горячие трещины в аустенитных швах в зависимости от их состава могут возникать как в момент пребывания металла в твердо-жид-ком состоянии, так и после полного его за­твердевания. Последние по данным одних исследователей образуются вследствие развития в металле химической и физической неоднородности, по мнению других - вследствие межкристаллит-ного проскальзывания, раскрывающего как ступеньки в границах, так и уже су-ществующие микрополости. Разрастание этих полостей в дальнейшем происхо-дит за счет при­тока вакансий. Согласно взглядам одних и других межкристал-литное разрушение швов при температуре ниже конца затвердевания в услови-ях нарастающих напряжений (горячие трещины второго вида) тождественно разрушению при высокотемпературной ползучести.

По данным автора [133] горячие трещины в аустенитных высоко­крем-нистых швах могут вызываться наличием в них по границам дендритов зат-вердевших низкопластичных и малопрочных включе­ний второй высококрем-нистой фазы (см. табл. 21).

Факторами, повышающими стойкость аустенитных швов против об-разования горячих трещин, являются: измельчение и дезориенти­рование их струк-туры, снижение вредных примесей, в том числе водорода, обеспече-ние двух-фазной аустенитно-ферритной, аустенитно-карбидной или аустенит-но-боридной структуры (там, где это допустимо), дополнительное легирование элементами, нейтрализу­ющими вредное влияние серы, а также элементами, по-вышающими силы межатомной связи и предотвращающими развитие физичес-кой неоднородности металла шва. Для повышения стойкости против образова-ния трещин в наплавленном металле целесообразно, по-видимому, как упрочне-ние тела его дендритов и кристаллитов, вслед­ствие чего предотвращается раз-витие физической неоднородности, так и упрочнение до некоторого оптималь-ного уровня границ кри­сталлитов (заполнение вакансий атомами легирующих элементов-упрочнителей), при котором снижается избыточная энергия их. Благодаря этому для межкристаллитного высокотемпературного проскальзыва-ния (необходимого по схеме Мак — Лина для зарождения и развития горячей тре-щины) требуются более высокие напряжения и, возможно, большая ско-рость (темп) их нарастания при охлаждении металла шва.

К технологическим мерам повышения трещиноустойчивости швов отно-сится прежде всего сварка на умеренных режимах и примене­ние специальных методов, обеспечивающих наиболее благоприятные форму шва и условия крис-таллизации металла.