Рис. 3.19. Диаграмма состояния сплавов металлов А к Б, дающих в твердом состоянии химическое соединение Ат—£п—С, эвтектические смеси и %г[аниченные твердые растворы

Рис. 3.20. Диаграмма состояния сплавов металлов А н Б, дающих в твердом состоянии химическое соединение Ат—Бп—С, неустойчивое при повышенной температуре (выше у

ской решетки в отличие от упорядоченного твердого раствора с типом решетки элемента Л или Б. Поэтому свойства нового вещества радикально отличаются от свойств металлов А и Б (см. рис. 3.15, е). Очень часто химические соединения двух мягких, пластичных и вязких металлов оказываются твердыми и хрупкими (например, соединения железа с алюминием). В связи с этим особенно важно учитывать возможность образования химических соединений в сварных соединениях.

Среди систем, дающих химические соединения, для сварки наиболее благоприятны подобные изображенной на рис. 3.19 с ограниченными твердыми растворами, как обеспечивающие получение на границе соединения переходных зон твердых растворов.

Для всех типов диаграмм состояния с образованием химического соединения характер строения металла шва очень схожий, с той лишь разницей, что у кромок в случае отсутствия взаимной растворимости будут находиться кристаллы металлов А и Б (см. рис. 3.16), а в случае ограниченных растворов — соответственно а-кристаллы (раствор С в Л) и В-кристаллы (раствор С в Б). Вдали от кромок (вблизи химического соединения) могут также появиться кристаллы растворов Л в С и £ в С (пунктирные линии на рис. 3.19).

Основное влияние на свойства сварного шва, особенно при сварке давлением (см. рис. 3.18, /V), оказывает зона кристаллов химического соединения, подчас со свойствами, резко отличающимися от свойств близлежащих кристаллов, представляющих твердые растворы или эвтектические смеси. Такая неоднородность свойств может отрицательно сказаться на работоспособности тем более, что граница между зоной химического соединения и свариваемыми металлами при отсутствии признаков ограниченной растворимости должна быть резкой. Если же при образовании химического соединения имеется какая-либо ограниченная раство-54

римость, то на границе шва появляется соответствующая зона взаимодиффузии, приводящая к образованию ограниченных твердых растворов между швом и кромками основного металла. Это обстоятельство особенно важно при сварке давлением, так как при этом улучшается переход от зоны химического соединения к свариваемым металлам.

Строение металла шва может существенно измениться, если образующиеся в сварочной ванне сплавы металлов Л и Б претерпевают полиморфные превращения. Существуют различные виды диаграмм с полиморфными превращениями сплавов в твердом состоянии. В принципе, это сочетание некоторых ранее приведенных диаграмм перехода из жидкого состояния в твердое с последующей перекристаллизацией в твердом состоянии по диаграммам различного типа.

На рис. 3.21, / показана дальнейшая перекристаллизация в твердом состоянии в результате полиморфного превращения В -*■ а только одного компонента Л. Это обусловило получение в определенном интервале концентраций и температур двухфазной твердой области а В и области а ограниченных твердых растворов Б в А.

На рис. 3.21, // компоненты при переходе из жидкого состояния в твердое дают неограниченные твердые ^-растворы, а при дальнейшем охлаждении компонент Л претерпевает полиморфное превращение 7 - а, а компонент Б — превращение ? -- В. Новые аллотропические формы элементов дают эвтектоид ЭТ — механическую смесь, образующуюся при вторичной кристаллизации, и ограниченные твердые а-растворы (Б в Л) и В-растворы (Л в Б). При сварке плавлением у кромок как со стороны шва, так и со стороны металлов А и Б будут располагаться соответственно кристаллы твердых а- и В-растворов, при удалении от кромки Л зона а-кристаллов с третичными выделениями В-фазы, а со стороны кромки металла Б — В-кристаллы с третичными вы-

— 4% х.+/}гр —~ Б°/А+*.Тр

*+узгр [ЩЛ/3

Рис. 3.21, Диаграммы состояния сплавов с полиморфным превращением в твердом состоянии