стенита методом термического анализа, объема отдельных фаз, образующихся в процессе распада аустенита, и соответствующих значений энергии активации образования различных фаз.

Объем отдельных фаз определяется на основе анализа графических зависимостей изменения коэффициента линейного расширения сс4 от температуры:

А/{+1-А*{ _1_(548)

ti+l — ti

где A/¡ — удлинение образца; tt — температура; 10 — начальная длина образца; i — порядковый номер измерения с момента начала распада аустенита.

Время с момента начала распада аустенита до t-ro измерения определяют из соотношения т = i/f, где / — частота измерений.

На рис. 5.6 представлена зависимость а = f (f) для стали 10ГН2МФА, которая характерна и для других низколегированных сталей. Площадь, ограниченная контуром ABC, численно равна линейному эффекту у -у сс-превращения. Линия AB соответствует температурному коэффициенту линейного расширения без скачкообразного изменения удельного объема. Тогда относительное изменение объема распавшегося аустенита

Vt=h si/SABCt5-49

где Sj — единичная площадь; SABC контуром ABC.

площадь, ограниченная

t,°СвО0 600 Ш200 б)

Рис. 5.4. Кривая производной термического цикла сварки стали 04Х2МА

Рис. 5.5. Кривая первой (о) и второй (б) производных термического цикла сварки иа стадии охлаждения образца из стали 04Х2МА

700500t,°CЮО500tfC

Рис. 5.6. Дилатограмма (а) и кривая о = / () стали 10ГН2МФА (б) в условии* воздействия термического цикла сварки

В работе [741 выполнено расчетно-экспериментальное определение кинетических параметров фазовых превращений аустенита сталей трех марок для двух условий сварки. В цилиндрических образцах диаметром 6 мм и с толщиной стенки 1 мм воспроизводим термические циклы ЭШС и АДС. Параметры термических циклов следующие: для ЭШС в' = 45 с? «г* = 110 с; для АДС р' = 5 с; г* = 15 с. Скорость охлаждения в интервале температур (800—400 °С) фазовых превращений аустенита 6—18 °С/с.

После математической обработки результатов дилатометри-рования было установлено [74], что кажущаяся энергия активации на отдельных ступенях фазовых превращений зависит главным образом от типа образующейся фазы.

Например, средневзвешенные значения кажущейся энергии активации 2 образования феррита составляют 700—600, верхнего бейнита 650—390, нижнего бейнцта 400—100, мартенсита 70 кДж/моль. Влияние химического состава, размера зерна и состояния аустенита перед превращением и скорости охлаждения на ф при данном типе структурной реакции невелико. Например, для стали 09Г2С при увеличении скорости охлаждения от 6 до 18 °С/с (т' = 5 с; в" == 15 с) кажущаяся энергия активации образования феррита снижается на 30 кДж/моль, а для мартенсита возрастает на 30 кДж/моль, для бейнита она остается практически постоянной. Таким образом, по уровню кажущейся энергии активации можно определить тип структурных составляющих и характер фазовых превращений аустенита.

б.Б. ВЛИЯНИЕ МАКСИМАЛЬНОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ НАГРЕВА

Для сварных соединений термоупрочненных сталей характерны две области структурно-механической неоднородности в •ЗТВ, предопределяющие эффективность их применения в сварных конструкциях.