Анализ и совершенствование технологии ручной дуговой сварки неповоротных кольцевых стыков магистраль...
Реферат - Экономика
Другие рефераты по предмету Экономика
?дет образовываться ячеистая первичная структура (рис. 25, а). Она состоит из ряда параллельных элементов, имеющих форму стержней и ориентированных в сторону кристаллизации. Стержни в поперечном сечении имеют форму шестиугольников. Верхняя свободная поверхность кристаллов, обладающих такой структурой, волнистая.
При средней протяженности зоны b2, когда Ф2АС0/k, образуется ячеисто-дендритная первичная структура (рис. 25, б). Отдельная ячейка, оказавшись впереди своих соседей, начинает расти и развиваться быстрее. По мере развития этого процесса выступ превращается в иглу, на игле образуются ветви, а они, в свою очередь, служат основой для следующих ветвей. Таким образом, образовавшаяся структура является ветвистой.
Если протяженность зоны концентрационного переохлаждения b3 достаточно велика и переохлаждение больше некоторой критической величины, при которой еще происходит образование ячеистой структуры, то на всех ячейках начинают образовываться ветви, и они превращаются в дендриты (рис. 25, в). Условием образования дендритной первичной структуры будет неравенство Ф3<АС0/k. Дендриты сплавов имеют субструктуру, напоминающую ячеистую. Образование такой структуры на дендритах, растущих в расплаве, имеющем примеси, связано с тем, что растущая ветвь дендрита отталкивает атомы примеси так же, как и фронт кристаллизации. Скопление примесей и концентрационное переохлаждение приводят к образованию ячеек на ветвях дендритов. С увеличением переохлаждения размеры дендритов и их разветвленность возрастают.
Таким образом, вероятность образования разветвленной дендритной структуры повышается с уменьшением градиента температуры Tф в жидкости перед фронтом кристаллизации, с увеличением скорости кристаллизации vкр и содержания примесей С0, а также с уменьшением коэффициента распределения примеси k.
1.3.3.2.3 Особенности кристаллизации и формирования первичной структуры металла шва
Если мгновенно прекратить сварку и создать условия для предотвращения растекания головной части ванны, то характер кристаллизации будет иметь вид, показанный на рис. 26. Рост кристаллов начинается с закристаллизовавшейся поверхности металла шва. Кристаллы из хвостовой части ванны вытягиваются вдоль оси шва, они имеют большую протяженность. Кристаллы с боковых поверхностей, растущие с кромок в задней части ванны, составляют с осью ванны определенный угол (рис. 26, а). Размеры кристаллов, растущих с боковых поверхностей, и угол, который они составляют с осью шва, зависят от многих факторов толщины и массы свариваемого металла, его теплофизических свойств, скорости сварки, силы сварочного тока, технологии сварки (например, числа сварочных дуг) и др. При сварке по разделке перегрев и оплавление металла, находящегося на кромках приводит к тому, что с жидким металлом ванны соприкасаются оплавленные зерна основного металла. Эти зерна, выросшие на границе сплавления, служат основой для кристаллизации металла сварочной ванны гетерогенной кристаллизации. На оплавленной поверхности зародышами кристаллизации могут стать также не успевшие расплавиться и раствориться карбиды тугоплавких элементов и неметаллические включения. Столбчатые кристаллы сварочной ванны растут от кромок и имеют вид дендритов различной величины.
При сравнительно малой продолжительности существования сварочной ванны (малый объем ванны, повышенная скорость сварки и др.) столбчатые кристаллы могут расти до встречи в области центральной линии шва (при рассмотрении поперечного сечения шва, рис. 26, б). При большой ванне и ее медленной кристаллизации в центральной части ванны образуется небольшая зона равновесных кристаллов, возникших в условиях естественной кристаллизации. При сварке на охлаждаемой металлической подкладке, на этой подкладке кристаллизуется тонкий слой мелких разориентированных кристаллов, становящихся зародышами для растущих на них столбчатых кристаллов. При многослойной сварке кристаллы каждого предыдущего слоя становятся основой для кристаллизации последующих слоев (рис. 26, в). Однако при многослойной сварке скорость охлаждения каждого слоя обычно больше скорости охлаждения ванны при однопроходной сварке металла такой же толщины, поэтому кристаллическое строение отдельных слоев и всего шва в целом оказывается более мелким и плотным, с менее выраженной ликвацией примесей по зонам (дендритная ликвация различие в содержании примесей в металле осей дендритов и межосных участков).
1.3.3.2.4 Химическая неоднородность сварного соединения и ее виды
Говоря о ликвации примесей, необходимо упомянуть еще об одном явлении прерывности кристаллизации и ликвации примесей по слоям кристаллизации. Замечено, что рост кристаллов идет не непрерывно, а с периодическими остановками. Явление это связывается с тепловыми эффектами (выделением теплоты) при переходе из жидкого состояния в твердое и другими обстоятельствами. При таком прерывистом росте слоев сначала застывает наиболее чистый металл, а затем металл с большим содержанием примесей. Подобная неоднородность может привести как к снижению прочностных характеристик, так и ухудшению показателей свариваемости.
В сварных швах различают следующие виды неоднородности
1)внутрикристаллитную;
2)межкристаллитную;
3)неоднородность в зоне сплавления;
4)зернограничную;
5)внутризеренную.
Последние два вида относятся к деформированному и рекристаллизованному метал