характеризуют структурное состояние всех промежуточных сплавов, которые могут создаваться при смешении низколегированной стали с присадочными металлами соответственно типа Х18Н10 и Х25Н13 при разных соотношениях количеств свариваемой стали и присадочного металла.

Чем больше в сплаве смешения свариваемой стали, тем ближе он на прямой 1—2 к точке / при сварке присадочным металлом типа Х18Н10 или на прямой 3—/ при сварке присадочным металлом Х25Н13. Чем больше в сплаве смешения присадочного металла, тем ближе сплав находится к точкам 2 или 3 на тех же прямых. При сварке низколегированной стали присадочным металлом типа Х18Н10 (электроды типа ЭА1, сварочная проволока Св-04Х19Н9) основная часть зоны смешения будет иметь аусте-нитно-мартенситную структуру; небольшие участки, примыкающие к свариваемой стали, будут чисто мартенситными, а небольшие участки, примыкающие к шву, — чисто аустенитными.

Поскольку положение точки / для различных свариваемых низко- и среднеуглеродистых, низко- и среднелегированных сталей мало изменяется и всегда остается в нижней угловой области, то можно считать, что при сварке этих сталей с присадочными материалами типа Х18Н10 в зоне сплавления получаются в основном сплавы с мартенситно-аустенитной структурой. Мартенсита в них тем больше, чем выше степень проплавления и доля участия свариваемой стали. При проплавлении до 20 % зона сплавления близка к чисто аустенитной, при проплавлении более 50 % зона сплавления близка к чисто мартенситной. Отсюда можно сделать заключение, что материал типа Х18Н10 не следует применять для сварки углеродистых, низко- и среднелегированных сталей. Недопустимо применение таких материалов для сварки сталей о повышенным содержанием углерода (более 0,15 %), так как в этом случае образующийся в зоне сплавления мартенсит будет высокоуглеродистым и хрупким, что опасно при эксплуатации.

При сварке материалами типа Х18Н10 низкоуглеродистых, низко- и среднелегированных сталей образующийся мартенсит будет низкоуглеродистым, менее хрупким и менее опасным (для разрушения), особенно при ограниченной степени проплавления (20—25 %), когда наряду с низкоуглеродистым мартенситом в основной части зоны сплавления будет иметься значительное количество аустенита. Опыт промышленного применения электродов, дающих металл шва типа Х18Н10 для сварки сталей типа 15Х5М, показал, что сварные стыки, например, труб оказываются работоспособными при отсутствии высоких нагревов при эксплуатации.

Гораздо лучшее структурное состояние (меньше мартенсита) зоны сплавления получается при сварке присадочным материалом типа Х25Н13 (точка 3). В этом случае на линии 1—3 составом промежуточных сплавов проплавлению 20—40 % соответствует структурное состояние от аустенитно-ферритного (проплавление 20— 292

30 %) до аустенитного (проплавление 30—40 %). При большей

степени проплавления в зоне сплавления может появиться мартенсит. Таким образом, присадочный материал типа Х25Н13 позволяет практически избежать присутствия в основной части зоны сплавления мартенсита, способного повысить хрупкость сварного соединения.

Роль дальнейшего повышения содержания никеля как аусте-нитообразующего элемента в металле шва можно проследить, сравнивая промежуточные сплавы для металла шва, соответствующего точкам 2, 7, 8 на рис. 11.4. При сварке низкоуглеродистой стали (точка 1) промежуточные сплавы, характеризуемые линиями ]—2, 1—7 и 1—8, являются качественно одними и теми же, содержащими А, А + М, М, однако соотношение количеств этих составляющих при разном количестве никеля в металле шва будет различным. При повышении содержания никеля будет возрастать зона аустенита, примыкающая к металлу шва и соответственно уменьшаться аустенитно-мартенситная и мартенсит-ная зоны. Это свидетельствует о том, что повышение содержания никеля в металле шва при сварке перлитных сталей, даже до очень больших значений, не позволяет полностью исключить образование в участке сплавления зоны с мартенситом, однако позволяет существенно уменьшить ее протяженность.

Аналогичное заключение следует из рассмотрения рис. 11.2. Если принять, что легирующим элементом Ме2 является никель, то представленные линии а, а', а" и б будут характеризовать распределение никеля в участке сплавления при сварке безникелевой низкоуглеродистой стали присадочными материалами с различным содержанием никеля. Условие образования участка сплавления с мартенситом определяется содержанием в нем никеля (см. рис. 11.4). При содержании никеля ниже определенного количества и наличии прочих легирующих элементов сталь перестает быть чисто аустенитной, в ее структуре появляется мартенсит, количество которого возрастает с понижением содержания никеля до определенного уровня. Если это минимальное содержание никеля соответствует штриховой линии на рис. 11.2, тогда отрезки 0—Хг; 0—Х2; 0—Х3 и 0—Х4 будут характеризовать размер зоны сплавления с мартенситной структурой. Размер участка мартенсита уменьшается с увеличением содержания никеля в присадочном материале (0—Х4 0—Х3 0—Хг) и с уменьшением степени проплавления (0—Х2 0—Хг).

Общие закономерности проплавления и формирования переходных зон и неблагоприятных мартенситных участков при сварке аустенитными присадочными материалами подтверждаются экспериментальными данными (рис. 11.5, 11.6). На рис. 11.5 видно, что повышение содержания аустенитообразующего никеля в металле шва заметно уменьшает мартенситную зону в участке сплавления его с перлитной сталью и практически не влияет на размер зоны сплавления при тех же условиях сварки. На