0 0,02 DM 0,06 0,08 0,10 0,12 О.П 0 0,25 0,50 0.75Л00 1,25 1,50 1,75

0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 б

100 90 80 60 W

о г ч

6 8 10 1Z /■

6 7

е

60 50 кО 30 20 10 О

Рис. 27. Изменение во времени диаметра основания капель н краевых углов смачивания на границе с армко-железом (а), сталями 40Х (б), У10 (в), 1Х18Н9Т (г), ЗОХГСА (д) н трансформаторной сталью (е) при Т = 1373 К.

Особенно хорошая смачиваемость наблюдалась в случаях, когда подложками служили армко-железо, сталь 40Х, 08Ю, 15ХМНФ, 9ХФ, сталь СтЗ и закись железа. При этом 6 = 0, и растекание капли происходило с большой скоростью (рис. 27).

Наличие в металле хрома, кремния, марганца, титана, нике-

ля, углерода снижает (см. рис. 27) интенсивность растекания расплава FeS по металлической подложке.

Из выражений (III. 11) и (III. 12) следует, что чем лучше смачивает подложку материал новой фазы, тем легче происходит выделение новой фазы на подложке. Так, для 6 = 5° отношение AGreT/AGroM = 0,1 • Ю-4, для 6=10° — AGreT/ AGroM = = 0,17 • 10~3, для 6 = 30° — AGrex/AGroM = 10,12 • Ю-1.

Таким образом, сульфидные включения могут легко выделиться по границам зерен металла, а также и на оксидных включениях, особенно если последние имеют высокое содержание FeO.

Возможность образования оксидов и сульфидов на межфазных границах подтверждается многочисленными фактами. Так, результаты металлографических и микрохимических исследований свидетельствуют [93], что практически во всех включениях сульфидного типа присутствуют и оксидные включения. Причем центральную часть таких включений составляют оксиды, а оболочку — сульфиды.

Поскольку выделение оксидных включений предшествует выделению сульфидных, очевидно, что образовавшиеся в сварочной ванне оксидные включения выполняют роль подложек для выделяющихся сульфидов. При сварке чистого железа, например в швах на армко-железе, наблюдается образование сульфидных пленок по границам зерен, так как в этом случае вследствие низкого содержания кислорода и раскислителей в металле не образуются оксидные включения [186]. Все это свидетельствует о том, что форма сульфидных включений и их расположение во многом определяются поверхностными явлениями [99].

Одной из особенностей сварочного процесса является то, чго при дуговых способах сварки через металл сварочной ванны протекает электрический ток значительной величины. Известно [66, 89], что ток, протекающий через границу металл — оксидный расплав, может существенно изменить величину межфазного натяжения. Поэтому рассмотрим процесс образования неметаллических включений с учетом внешнего электрического поля.

Из изложенного выше видно, что наиболее вероятно образование зародышей, состоящих в основном из FeO, МпО и FeS. Однако из теории электрокапиллярных явлений следует 131, что при прохождении тока через границу между металлом и электролитом, когда последний содержит много ионов данного металла, электрический потенциал металла почти не изменяется. Следовательно, если образующиеся зародыши будут