Химическая неоднородность в сварных швах.

Важной характеристикой структуры металла шва является микрохимическая неоднородность (МХН): внутрикристаллитная и межкристаллитная (или междендритная). Внутрикристаллитная МХН определяется соотношением конвективного и диффузионного отвода примеси от ФК в жидкость. У линии сплавления, где имеет место интенсивное движение расплава в ванне, в результате конвекции практически размывается концентрационное уплотнение, в МНХ формируется по закономерностям, близким к закону «нормальной» ликвации. Концентрация примеси в кристаллите по мере его роста непрерывно возрастает и в каждый момент определяется произведением текущей концентрации примеси в объеме жидкости и коэффициента распределения ствж-k. При этом следует учитывать поправку на неравновесность процессов при сварке.

В средней и хвостовой частях ванны отвод примеси от ФК происходит в основном путем диффузии в жидкую фазу. В данном случае содержание примеси в кристаллите определяется произведением концентрации примеси в концентрационном уплотнении у ФК и коэффициентом распределения ствo/k*k, т. е. средним содержанием примеси сo. Внутрикристаллитная МХН при сварке не получает существенного развития.

Заметное влияние на формирование МХН оказывает прерывистость процесса кристаллизации, которая характеризуется «микроскопическими» изменениями средней скорости кристаллизации vкр: замедлением, остановкой и ускорением. При замедлении и остановке концентрация примеси ств приближается к равновесной сok, при ускорении процесс приближается к бездиффузионной кристаллизации, а концентрация примеси ств — к максимальной в концентрационном уплотнении сo/k. Микроскопические изменения vкр имеют регулярный характер, связанный с образованием концентрационного переохлаждения, а также нерегулярный характер, обусловленный колебаниями режима сварки, падением капель присадочного металла в ванну, механическими колебаниями свариваемого изделия и т. п. Отмеченные микроскопические изменения скорости кристаллизации являются причиной «слоистости» сварного шва, выявляемой на поверхности шлифов после травления. При нерегулярном характере изменений скорости кристаллизации на поверхности шва, как правило, появляются также геометрические нарушения, наблюдаемые как «чешуйчатость» шва.

Межкристаллитная МХН при ячеистом и дендритном типе кристаллизации образуется путем отвода растворенных примесей от вершины к подножью выступов при их росте в зоне концентрационного уплотнения. Концентрация примесей в межячеистых и междендритных зонах близка к концентрации примесей в зоне концентрационного уплотнения сo/k. Тот же уровень межкристаллитная МХН имеет и в зоне стыка двух смежных кристаллитов, так как в этом случае происходит срастание выступов стыкуемых кристаллитов. В результате этого в центральной части сварных швов не образуется зон с повышенной концентрацией примесей.

Распределение примесей, формируемое в процессе кристаллизации шва, может существенно отличаться от распределения примесей в конечной структуре шва. В процессе охлаждения получают развитие процессы выравнивающей диффузии, интенсивность которой зависит от диффузионной подвижности элементов, скорости охлаждения, расстояния между зонами с повышенной концентрацией примесей и других факторов.






Навигация
Болты
Винты, шпильки, штифты, прокладки
Пружины
Заклепки
Шпонки
Гайки
Резьба
Валы
Муфты
Подшипники
Виды соединений
Передачи
Материал
Дополнительные материалы
Госты метизов
Сварка
Мы в соцсетях
podshipniki.moscow применяемость подшипников
Сортовой металлопрокат: str-steel.ru в Москве с доставкой.