7,3% IV 2.83% МО 2,0% ЫЬ

Рис. 11.13. Зависимость глубины обезуглероживания от продолжительности нагрева т при 700 °С

каждого элемента имеется характерный уровень легирования, выше которого он практически не влияет на образование структурной неоднородности в участке сплавления сварных соединений разнородных сталей. Ю. Н. Готаль-ский считает, что для хрома при его закритическом содержании (сверх 6 %) прекращается дальнейшее влияние на образование структурной неоднородности. По-видимому, такое влияние количества легирующего элемента на величину обезуглероженной зоны в приваренной нелегированной стали связано не с затуханием влияния на изменение активности углерода в растворе, а с тем, что процесс обезуглероживания происходит диффузионно и подчиняется параболическому закону диффузии. Проверка соответствия кинетики обезуглероживания диффузионной закономерности полностью подтверждает это предположение (рис. 11.13).

Приведенные на рис. 11.11 и 11.12 графики позволяют ориентировочно определять составы разнородных свариваемых низко-и среднелегированиых сталей, при которых нагрев не будет вызывать образования диффузионной неоднородности по углероду на границе сплавления. Для этого содержание легирующих элементов в каждой из сталей должно быть таким, чтобы вызвать одинаковую степень обезуглероживания в сварном контакте на нелегированной стали. Собственно, такой же принцип может быть заложен в основу получения устойчивых к образованию структурной неоднородности в участке сплавления сварных соединений низко- и среднелегированиых сталей с аустенитными сталями или швами, а также хромистых ферритных сталей с аустенитными.

Высокое содержание хрома в аустенитных сталях, даже при наличии повышенного содержания углерода, предопределяет высокое закритическое отношение Сг/С и сильное понижение активности углерода. Содержание 10 % №, повышающего активность углерода в растворе, оказывается далеко недостаточным, чтобы компенсировать противоположное действие хрома. Кроме того, высокая растворимость углерода в аустените также определяет более низкую активность углерода в аустените, чем в феррите. Поэтому сварное соединение, в котором сталь типа 08Х18Н10 находится в контакте с углеродистой, низко- или среднелегиро-ванной сталью, всегда склонно к образованию диффузионной неоднородности при нагреве (рис 11.14). Если соединение стали 15 со сталью 12Х18Ш0Т неустойчиво к образованию структурной неоднородности на границе сплавления, то соединение сталей 302

12Х5М и 12Х18Н10Т дает зону сплавления,, менее склонную I к развитию диффузионной неоднородности даже при нагреве |до 700 °С.

Использовав нелегированную сталь с 0,16 % С в качестве эталона, как и в ранее описанных случаях, были нагреты сварные соединения этой стали с различными по содержанию никеля аустенитными сталями и ферритной сталью 08X13. Приведенные в табл. 11.4 экспериментальные данные наряду с данными рис. 11.11 и 11.12 могут служить основой для выбора составов высоколегированных аустенитных сталей к сплавов, при которых в участке сплавления с легированными неаустенитными не будет образовываться, при нагреве диффузионной неоднородности по углероду.

Например, для сварки стали 15Х5М, дающей с нелегированной сталью после иагрева при 700 °С в течение 100 ч обезуглероженный слой толщиной 2,0 мм, могут использоваться присадочные мате-

Рнс. 11.14. Участки зоны сплавления:

I— иелегнрованной стали с 0,16 % С со сталью 08Х18Ш0Т; б — стали 15Х5М со сталью «8Х18Н10 после нагрева при 700 °С в течение 100 ч. X 500, виг — стали 12ХШФ со |сталыо типа 12Х18Н10Т соответственно сразу после сварки н после длительной эксплуатации прн 570 °С, X 500