диффузии хрома, либо отличаются от него не больше, чем на один порядок.

Такое различие коэффициентов диффузии углерода и других перечисленных элементов приводит к тому, что при данных условиях (температура, фазовое состояние основы и т. и.) там, где перемещение углерода будет значительным, перемещение хрома, никеля и железа будет мало заметным или даже не ощутимым. Это обстоятельство — одна из причин того, что диффузия углерода в сварных соединениях разнородных сталей оказывает большое влияние на их свойства, а диффузия других легирующих элементов имеет гораздо меньшее значение.

Диффузия легирующих элементов через границу раздела разнородных сталей может иметь некоторое значение при длительных нагревах до высоких температур, значительно превышающих по этим параметрам возможные условия нагрева при термообработке или эксплуатации. К. Е. Чарухииа и С. А. Голованенко получили данные об изменении концентрации хрома в стали 12Х18Н10Т, находящейся в сварном контакте с нелегированной сталью СтЗ (биметалл) после нагрева при 950 и 1150°С (рис. 11.7). Только длительный нагрев при 1150 °С дает заметное перемещение хрома из высоколегированной стали в нелегированную и некоторое повышение твердости приграничного участка нелегированной стали. Такое перемещение хрома (закономерность перемещения никеля и других элементов в этих условиях практически аналогична) и связанное с этим очень небольшое изменение свойств, которое может иметь место только при высокотемпературной термообработке, для агрегатных свойств сварного соединения практического значения не имеет. Возможные расстояния перемещения тех же элементов при более низких температурах эксплуатации (500—600 вплоть до 700 °С) даже при очень большой продолжительности пребывания при этих температурах значительно меньше и менее значимы для свойств.

Расстояние от сппавления а)б)

Рис. 11.7. Изменение концентрации хрома (а) и твердости (б) сварного соединения СтЗ — 12Х18Н10Т:

1 — исходное состояние; 2 — после нормализации прн 950 °С в течение 10 мин; 3 и 4 —■ после отжига прн 1150 "С в течение соответственно 3 и 10 ч, охлаждение в воде

Рис. 11.8. Изменение твердости в участке сплавления стали ЗОХМА со швом типа 08Х18Н10 после нагрева при 700 °С в течение 100 ч

гооо:

10 864202468 Расстояние от спладления

Практически важное, а подчас определяющее значение для свойств и работоспособности сварных соединений разнородных сталей имеет перемещение углерода через зону сплавления. Это перемещение углерода способно привести к образованию обез-углероженной бесперлитной зоны в углеродистой или низколегированной стали и примыкающей к ней науглероженной зоне, которая в зависимости от состава этой части сварного соединения и условий сварки (степени проплавления) может быть мартенситной, мартенситно-аустенитной, аустенитно-карбидной. Такое изменение структурного состояния зоны сплавления приводит к резкому скачкообразному изменению свойств на участке очень малой протяженности.

На рис. 11.8 показано изменение твердости в участке сплавления сварного соединения стали ЗОХМА с металлом шва 08Х18Н10. Перемещение углерода из стали ЗОХМА в аустенитный шов привело к образованию науглероженной зоны с высокой твердостью НУ 5000 и примыкающей к ней обезуглероженной с твердостью всего НУ 1000. Рядом с этой обезуглероженной зоной на стали ЗОХМА создается неширокая зона частичной закалки с твердостью НУ 3000. Общий размер участка, где так резко изменяются состав и свойства металла, достаточно велик и составляет в рассматриваемом случае ~5 мм.

Получение таких различных свойств, как следствие хими-_ ческой неоднородности но содержанию углерода, способно значительно ухудшить свойства сварного соединения вообще. Особенно заметно ухудшаются свойства, связанные с возможностью развития местных микронластических деформаций, например длительная прочность и выносливость. Ухудшение этих свойств, по-видимому, связано с наличием обезуглероженной разупрочнен-ной зоны, в которой начинает развиваться разрушение (рис. 11.9).

Причиной разрушения может быть и науглероженная зона, так как она характеризуется повышенной хрупкостью.

Для эффективного использования в промышленности сварных соединений разнородных сталей необходимо знать причины и условия протекания диффузионных процессов (в основном углерода) через границу сплавления, причины образования химической,