Рис. 60. Микроструктура образцов из армко-железа после испытаний на коррозию в FeS при 1373 К в течение 15 мин (а) (Х70) и 60 мин (б) (Х600).

ванию трещин и ускоренному разрушению. Из рис. 59 видно, что структура заполнителя трещины характерна для эвтектических систем и, вероятно, представляет эвтектику FeS—Fe.

Избирательность коррозионного воздействия FeS на армко-железо исследовали путем экспонирования полированных образцов в порошке FeS в герметичных ампулах, заполненных аргоном, при температуре 1373 К в течение 0,25—5 ч. Хотя отожженные образцы после вырезки и обработки поверхности вторично не отжигались, выдержка в процессе нагрева до температуры испытания была, вероятно, достаточной для снятия возникшего наклепа. Однако уже после 15-минутной выдержки наблюдалось резкое избирательное проникновение сульфида железа (рис. 60, а) с образованием эвтектики вследствие контактного плавления. Длительные испытания образцов вызывали сильную коррозию, которую можно рассматривать как равномерную, поскольку разрушению подвергался весь поверхностный слой. При этом не наблюдалось локального проникновения среды в виде трещин (рис. 60, б). Этим можно в какой-то мере объяснить тот факт, что с увеличением скорости деформирования, когда время коррозии сокращалось, ох-рупчивание образцов с FeS при одноосном растяжении усиливалось (см. рис. 56). При испытаниях в вакууме с возрастанием скорости деформирования наблюда-

0 0,5 1,0 1,5 vb.W'*m/c

Рис. 61. Изменение пластичности трансформаторной стали в зависимости от скорости деформирования в вакууме СО и с FeS (2).

Рис. 62. Внешний вид образцов из нержавеющей стали 1Х18Н9Т после испытаний в вакууме (а) и с FeS (б).

лось увеличение, а при испытаниях с FeS — снижение пластичности образцов. Все это свидетельствует о том, что на процесс образования горячих трещин в сварных швах при повышенном содержании в них серы в основном влияют адсорбционные эффекты. Этот вывод подтверждается и данными по исследованию влияния расплава FeS на механические свойства нержавеющей стали 1Х18Н9Т и трансформаторной стали.

Трансформаторная сталь, хорошо смачиваемая расплавом FeS (см. рис. 27), подвергается охрупчива-нию (рис. 61), а нержавеющая сталь, которая неполностью смачивается FeS (см. рис. 27), практически не теряет пластичности (рис. 62). Причем последние опыты проводились и на плоских образцах, погруженных в расплав сульфида железа, что увеличивает эффект влияния FeS на прочностные свойства металла.

3. Факторы, влияющие

на кристаллизацию металла

Размер зерна, от которого зависит склонность металла шва к образованию кристаллизационных трещин, будет определяться ходом процесса кристаллизации. Рассмотрим процесс первичной кристаллизации металла и факторы, влияющие на этот процесс.

Так же как и при образовании любой новой фазы, начальной стадией процесса образования кристаллов в расплаве является появление в нем зародышей. Согласно [2811, в условиях равновесия в жидкости присутствуют комплексы атомов со структурой, соответствующей структуре твердой фазы. Эти комплексы могут разрастаться в кристалл только в том случае, если при данной температуре их размер будет больше критического размера зародыша. Радиус устойчивого зародыша сферической формы [281]

г"р = 2оТ£/1плД7\(V.6)

где о — межфазное натяжение на границе зародыша с расплавом; ТЕ — температура плавления; 1пл — теплота плавления; AT — степень переохлаждения.