нита в ЗТВ. В участках ЗТВ с негомогенньтм аустенитом образование мартенсита в местах, обогащенных углеродом, еще более вероятно.

Образование мартенсита в ЗТВ при сварке среднеуглероди-стых, низко- и среднелегированиых сталей — основная причина трудности их сварки в связи со склонностью к образованию холодных трещин. Холодные трещины могут возникать сразу же после сварки и через некоторое время. Недостатком сварных соединений рассматриваемых сталей является также мартенситная структура ЗТВ, определяющая повышенную хрупкость этих участков, которая может сказаться при их эксплуатации, особенно при работе при пониженных температурах, динамических нагрузках и пр.

Во избежание образования холодных трещин при сварке среднеуглеродистых сталей, особенно легированных, прежде всего необходимо замедлить скорость охлаждения сварного соединения и снизить уровень возникающих сварочных напряжений. Для этого прибегают либо к подогреву свариваемого металла, либо к увеличению погонной энергии при сварке (увеличению сварочного тока и снижению скорости сварки). Часто приходится одновременно использовать подогрев и увеличение погонной энергии.

Снижение скорости охлаждения ЗТВ не всегда позволяет предотвратить превращение аустенита в мартенсит. Но даже если не удается избежать мартенситного превращения, распад аустенита в мартенситной зоне переносится в область температур ближе к Мв (дальше от Мк), что делает образующийся мартенсит менее напряженным и менее хрупким.

В некоторых случаях, в основном при сварке сталей с пониженным содержанием углерода и повышенном легировании (например, сталь 20ХН2), полезно не уменьшать скорость охлаждения, а, наоборот, увеличивать ее для получения в ЗТВ наряду с мартенситом значительного количества остаточного аустенита. Однако это требует большой осторожности и предварительной проверки путем сварки пробных изделий. Рациональный метод сварки рассматриваемых сталей — контактная сварка, при которой вследствие отсутствия жидкого кристаллизующегося металла и прогрева одновременно всего сечения уменьшаются уровень сварочных напряжений и опасность появления холодных трещин.

Поскольку на образование холодных трещин влияет водород, при сварке сталей рассматриваемого типа необходимо принимать особые меры предосторожности, направленные на предотвращение попадания в зону сварки источников водорода — влаги и окалины. Для этого следует тщательно сушить сварочные материалы и очищать перед сваркой кромки свариваемого изделия. Целесообразны также технологические мероприятия, позволяющие снизить уровень напряжений в сварном изделии, термообработка, чаще всего высокий отпуск, позволяющий одновременно привести к распаду мартенсита и снизить остаточные сварочные напряжения. 234

Таблица 9.22 Ориентировочные условия сварки среднеуглеродистых сталей

Примечание. Стали 30, 40, ЗОХГСА можно сваривать любыми видами сварки, стали 40Х и 40Г только ручной дуговой, электрошлаковой, дуговой В защитном газе и контактной.

Термообработка сварных изделий из среднеуглеродистых легированных сталей необходима сразу же после сварки, чтобы свести к минимуму время, за которое может развиться разрушение.

При сварке термоулучшенных среднеуглеродистых сталей еще в большей мере, чем при сварке низкоуглеродистых сталей в закаленном и отпущенном состояниях, происходит разупрочнение ЗТВ. Устранить это разупрочнение может только общая термообработка всего сварного изделия — закалка и отпуск. Общий или местный отпуск не повышают прочности разупрочненной зоны.

Условия сварки среднеуглеродистых и среднелегированиых сталей зависят от многих факторов: состава стали, жесткости конструкции, с которой связан уровень возникающих в сварном соединении напряжений, толщины свариваемого металла, температуры окружающей среды и т. п. (табл. 9.22). Поэтому нельзя точно определить и технологические условия их сварки. Стали рассматриваемой группы относятся к наиболее трудносвари-ваемым.

9.7. ВЫСОКОУГЛЕРОДИСТЫЕ СТАЛИ

Стали, содержащие более 0,5 % С, не относятся к машиностроительным или конструкционным. Углеродистые и низколегированные стали с 0,7 % С применяют для изготовления рельс и как