книги / Хладноломкость металлоконструкций и деталей машин

За температуру перехода в хрупкое состояние при испыта­ нии ударных образцов Менаже примем температуру, при кото­ рой отдельные образцы снижают значение ударной вязкости до 2 кгс • м1см2. Оценим эти показатели в долях к основному ме­ таллу (рис. 4).

Анализ изменения ударной вязкости в зависимости от пони­ жения температуры испытаний показывает, что применение по­ перечных колебаний расширяет интервал перехода в хрупкое состояние. Значения Тк практически не изменяются.

При сравнении вариантов II, III и IV можно судить о влия­ нии содержания хрома и никеля в металле шва на показатели оценки склонности к хрупким разрушениям.

Для дальнейшего анализа необходимо обратить внимание на область значения а.л при нормальной температуре, интенсив­ ность падения вязкости с понижением температуры, ширину интервала перехода в хрупкое состояние' и разброс результатов испытаний отдельных образцов.

Учитывая приведенные результаты, оценку склонности ме­ талла шва к хрупким разрушениям следует устанавливать в зависимости от комплекса показателей. Анализ отдельных по­ казателей может привести к одностороннему заключению. По результатам сравнения различных вариантов сварки можно установить следующее.

1) Вариант I отличается от II отсутствием поперечных коле­ баний электродов в процессе сварки. Отдельные показатели ре­ зультатов испытаний отличаются незначительно. В целом мож­ но считать, что оба варианта практически равноценны.

2) Некоторое повышение легированиа металла шва в IV ва­ рианте не изменяет механических свойств при нормальной тем­ пературе (показатели сти, ат , б5, я|э). Наблюдается тенденция к понижению ударной вязкости, однако изломы на образцах Ме­ наже почти не отличаются. Понижение температуры испытаний приводит к более плавному снижению ударной вязкости как за счет небольшого улучшения Тк, так и в результате расширения интервала температур перехода в хрупкое состояние.

Изломы больших проб имеют несколько более высокие по­ казатели (для IV варианта в среднем 57%, а для II — 37%).

3) Дальнейшее повышение легирования Сг и ГД в III вариан­ те приводит к незначительному повышению прочностных по­ казателей (сгв, От) и заметному снижению показателей пласти­ ческих свойств (65, ар) при нормальной температуре. Характер излома больших проб значительно отличается благодаря более легированной «сердцевине» шва. Показатели оценки больших проб в результате этого возрастают (в среднем до 91%). Одна­

ко изломы образцов Менаже имеют более низкие показатели (в среднем 48% против 95% по IV варианту). Критическая тем­ пература хрупкости и интервал перехода в хрупкое состояние при испытании образцов Менаже примерно одинаковые. При оценке критической температуры хрупкости по изломам образ­ цов Менаже можно утверждать что III вариант имеет худшие показатели.

В результате оценки склонности к хрупким разрушениям металла шва, выполненного электрошлаковым способом, можно сделать следующие выводы.

1.Металл шва электрошлаковых соединений всех рассмот­ ренных вариантов как по механическим показателям, так и по оценке склонности стали к хрупким разрушениям удовлетворя­ ет требованиям, предъявляемым к основному металлу.

2.Повышение содержания хрома до 1% и никеля до 2,4% в металле шва сварных соединений, выполненных электрошлаковой сваркой, после улучшения (закалка и отпуск , несколько ухудшая показатели механических свойств, незначительно улуч­ шает показатели оценки склонности к хрупким разрушениям, что в итоге можно определить как равноценные результаты. Дальнейшее легирование хромом и никелем значительно сни­ жает механические показатели металла шва при нормальной температуре почти не изменяя показателей опенки склонности

ставляющей в изломе должна назначаться для определенных сварочных материалов и режимов сварки. При этом должны быть строго регламентированы условия изготовления образцов, их размеры и форма и условия испытаний. Например для свар­ ки проволокой св-ЮГСМТ исследованной стали толщиной 55—

60 мм в режимах с высокой долей основного металла при — =

ь

= 0,7 можно принять минимально допустимым 20% волокнис­ той составляющей в изломе. Принятая методика изготовления образцов соответствует наиболее жестким условиям испытания. Во всех случаях целесообразно ширину сечения излома прини­ мать равной толщине свариваемого металла с учетом усиления швов Если же высота сечения излома не может' быть выбрана из наиболее жестких условий испытаний ввиду недостаточной мощности оборудования для испытаний, то в этом случае мини-

мально допустимое содержание волокнистой составляющей в изломе, по нашему мнению, должно быть откорректировано (уве­ личено) с учетом влияния размеров и формы образцов на вид из­ лома.

4. Оценка склонности металла шва к хрупким разрушениям по критической температуре хрупкости при испьпании ударных образцов Менаже, определенной как по снижению ударной ра­ боты до 2 кгс‘м/см2, так и по появлению целиком кристалличес­ кого излома, дает примерно одинаковые показатели. Однако эта оценка может не совпадать с оценкой по излому больших проб, причиной чего, прежде всего, следует считать различие показателей при нормальной температуре.

Более точное выражение для критической температуры хруп­ кости, пригодное для любых значений а,|м и апкр, получит­ ся, если уравнение (7) решить относительно Т и переписать в виде

7’кр= 1 1 п ( а - ^ - а - 1)-с .(10)

ударной вязкости при соответствующих температурах испытания. К этим точкам описанным выше методом подобраны эмпиричес­ кие уравнения вида (3), графики которых также нанесены на рисунки. Значения коэффициентов уравнения приведены в таблице.

На рис. 2 показаны температурные зависимости ударной вяз­ кости армко-железа, отожженного в вакууме при температуре 950° и затем подвергнутого травлению в растворах серной кис­ лоты с добавкой мышьяка, в результате которого в металл про­

Эта серия опытов демонстрирует случай, когда под влиянием ие-