Поскольку при увеличении скорости деформирования снижается время контакта расплава FeS с твердым металлом, наблюдаемые зависимости свидетельствуют о преобладающей роли адсорбционного воздействия FeS на армко-железо и стали 15ХМНФ, 9ХФ и ЭЗА. Для стали 10XI8H10T преобладающий фактор — коррозионное воздействие, а в случае применения стали 10Х17Н13МЗТ, по-видимому, действуют оба фактора. Этот вывод подтверждается также тем, что пластичность изученных металлов снижается при наличии FeS тем сильнее, чем лучше металл смачивается расплавом FeS. Между тем хорошая смачиваемость металла адсорбционно-активным расплавом является одним из

условий проявления адсорбционного эффекта.

Как известно, адсорбционное воздействие расплава проявляется уже при кратковременном контакте среды с металлом. Однако для того, чтобы трещина росла, важно, чтобы среда успевала проникать в зону предраз-рушения в вершине трещины. Поскольку распространение среды по стенкам трещины обусловлено действием капиллярных сил [203], размеры трещин должны зависеть от скорости растекания среды по металлу и от количества среды.

Для проверки данного предположения проведены исследования влияния FeS на образование трещин при сварке армко-железа и сталей 15ХМНФ, 9ХФ, 10Х18Н10Т и ЭЗА. Все опыты по сварке выполняли на автомате АДСВ-5 неплавящимся электродом в среде аргона при /св — 195 А, С/л = 13,5.14,5 В, Ксв = 16. 18 м/ч. Пластины имели размеры 120 X 60 X 2,5 мм. Перед сваркой пластины зачищали и обезжиривали. Сульфид железа вводили в шов через корень шва или с помощью порошковой проволоки, наполненной FeS.

В первом случае сварку производили на медной пластине, в которой имелся продольный паз глубиной 1 мм и радиусом 6 мм. Перед сваркой паз заполняли заданным количеством порошка FeS, который равномерно распределялся по всей длине. После этого на пластину укладывали образец из исследуемой стали так, чтобы ось получаемого сварного шва совпадала с осью паза. Размеры трещин при этом в основном зависели от количества FeS и в меньшей мере от способа его введения.

Вначале проводилась сварка армко-железа и сталей 15ХМНФ, 9ХФ и 10Х18Н10Т, при этом обнаружено, что при непрерывном введении FeS в шов наибольшие размеры трещин получались при сварке армко-железа, а наименьшие — при сварке стали 10Х18Н10Т. Для

Ог 0,4 Ofi FeS.z/IOOiiu

Рис. 33. Размеры трещин, образующихся в сварном шве при сварке стали ЭЗА в зависимости от количества FeS, введенного в сварочную ванну:

/ — при непрерывном введении: 2 — при прерывистом введении.

последней первые трещины появлялись при содержании FeS ОКОЛО 0,15 г на 100 мм шва. С увеличением содержания FeS длина трещин в сварных швах росла, причем в армко-железе в сварных швах появлялись и небольшие поперечные трещины.

Для стали ЭЗА проведены опыты с непрерывным и прерывным введением FeS в металл шва. В последнем случае в паз медной пластины порошок FeS помещался участками длиной 30 мм с промежутками между ними длиной 20 мм. Размер промежутка был выбран из условия, чтобы он был больше длины сварочной ванны при данных режимах сварки.

71__і_I_і-1/и*-'-1--1-'-—J-

О0,51,0/,5 т,с 0 3 6 9 12£g10U1

Рис. 34. Изменение во времени контактного угла смачивания (а) расплавом меди Ml стали СтЗ и прочности и пластичности этой же стали (б) в зависимости от скорости деформирования (Т = 1373 К):

/ — без контакта с расплавом меди; 2 — при контакте с расплавом меди.

При сварке с прерывистым введением FeS трещины не выходили за пределы участка, где находился сульфид железа, а длина трещины не превышала 20 мм (рис. 33). При непрерывном введении FeS длина трещины гораздо больше.

Введение легкоплавкого бинарного сплава Si02 — Na20 в металл шва при сварке стали 15ХМНФ и армко-железа не привело к образованию трещин.

Таким образом, характер разрушения металла и образование трещин в сварном шве зависят от количества адсорбционно-активной среды и от того, как смачивает эта среда данный металл. При этом чем лучше смачивается твердый металл расплавом, тем в большей мере снижа ется пластичность металла и тем больше размеры трещины при том же количестве FeS.

Последняя зависимость позволяет по смачиваемости металла оценить легкоплавкой средой склонность данного металла к образованию кристаллизационных трещин. Бсли%в -■ 0 и значение это достигается за несколько секунд, то такой металл будет склонен к образованию