Как видно, с увеличением значения тл допустимое содержание водорода в металле уменьшается. Появление дислокационной трещины перед основной происходит, если выполняется следующее условие:

(Свн + см) УСа/га стт,

где а а — давление, создаваемое водородом в трещине А.

Таким образом, чем выше давление, создаваемое водородом в основной трещине, тем больше вероятность образования дислокационной трещины, а значит, и разрушения.

Однако связывать процесс образования холодных трещин только с образованием структур закалки или только с наличием в металле водорода, по-видимому, неправильно.

Исследование свойств сталей после сварки [144] свидетельствует о том, что даже при образовании мартенситной структуры запас их пластичности остается достаточно высоким и превышает пластические деформации, развивающиеся в процессе охлаждения ниже температур у — М-превращений. Поэтому образование мартенсита в сварном соединении не всегда может привести к возникновению холодных трещин.

Очевидно, что появление холодных трещин в сварном соединении является следствием действия комплекса факторов, из которых одними из главных являются структурные напряжения, возникающие в результате у — УИ-превращения, и наличие водорода в металле.

Появлению холодных трещин может также способствовать оплавление границ зерен, образование сегрегационных прослоек, наличие неметаллических включений и т. д.

Влияние неметаллических включений на образование холодных трещин было исследовано многими авторами, в частности А. М. Макарой с сотрудниками. Изучение шлифов с холодными трещинами показало [129], что во многих случаях их появление обусловлено сульфидными включениями и надрывами, которые возникают вблизи неметаллических включений. При этом степень влияния включений на образование холодных трещин во многом зависит от размера и места расположения включений, а также от состава металла. Измельчение и равномерное расположение включений, связывание вредных примесей в тугоплавкие соединения, применение способов и режимов сварки, снижающих содержание неметаллических включений, использование материалов с ограниченным содержанием углрода — все это способствует уменьшению опасности образования холодных трещин.

Образование сегрегационных прослоек, изменяющих поверхностную энергию границ, может также повлиять на воз-

никновение холодных трещин. Согласно [46], поверхностная энергия 0С вскрывающихся при разрушении межкристаллит-ных поверхностей а — Ре, обогащенных примесями, которая определяет межкристаллитное сцепление, равна

а. = огне (1 — Сг) + ог„Сг — пагги'0Сг (1 — Сг), (V. 16)

где Сг — I (Т) — равновесная атомная концентрация примеси на границе зерна; ое — поверхностная энергия чистого а — Ре; сгв — поверхностная энергия примеси; пп — число атомов на 1 м2 поверхности а — Ре; гг — число связей поверхностного атома с атомами ближайшего поверхностного слоя; 1/о — энергия смешения в твердой фазе на одну связь.

Анализ выражения (V. 16) свидетельствует о том, что введение в металл компонентов, повышающих величину ас, должно увеличить и стойкость металла против образования зародышевой трещины на границах зерен. Расчеты, проведенные в работе [46], показали, что введение в железо №, Мп, \У, Сг, Б!, Мо, Си практически не влияет на величину ас и поэтому не должно увеличивать межкристаллитную хрупкость металла. Введение 02, Р, М2, БЬ, Бп и Се приводит к заметному снижению величины ос. Эти данные довольно хорошо совпадают с известными экспериментальными данными.

Следует отметить, что зародышами холодных трещин могут быть и микроскопические кристаллизационные трещины [346].

На процесс образования холодных трещин существенно могут повлиять и режимы сварки, поскольку структурные превращения зависят от перегрева околошовной зоны, температурного интервала мартенситного превращения, скорости охлаждения околошовной зоны и металла шва. Если ограничить перегрев и исключить образование мартенсита или сместить температурный интервал его образования в зону высоких температур, а также заметно снизить скорость охлаждения в мартенситном интервале температур, то можно существенно уменьшить вероятность образования холодных трещин в сварном соединении. При этом эффективность от применения одних и тех же приемов будет зависеть от марки стали. Например, повышение погонной энергии при сварке приводит к увеличению времени пребывания металла тп при температуре выше точки АСз и снижению скорости охолаждения иОХл в интервале минимальной устойчивости аустенита. Это должно вызвать за счет повышения тп рост зерна аустенита и увеличение концентрации углерода в твердом растворе, а также снижение количества закалочных структур и самоотпуск мартенсита за счет уменьшения уохл- Поэтому влияние повышения величины