в интервале 700—600 °С находится в пределах 20—80 °С/с и не менее 15°С/с соответственно. Повышение температуры нагрева в МКИ сужает допустимый интервал скоростей охлаждения.

5.6. ВЛИЯНИЕ ДЛИТЕЛЬНОСТИ ПРЕБЫВАНИЯ ВЫШЕ КРИТИЧЕСКОЙ ТОЧКИ Ас3

С целью выявления особенностей кинетики фазовых превращений в околошовном участке ЗТВ (гшах = 1350 °С) при различных видах и методах сварки ряда марок углеродистых и низколегированных сталей были выполнены исследования [73] в условиях воздействия термических циклов ЭШС (т/ = 25—75 с,"%" = = 80-Т-250 с, шн = 6-И8 °С/с), ЭЛС и АДС {%' = 3-^5 с, %" = = 9-Г-20 с, Т1)н = 90-г-150 °С/с). Типичные анизотермические диаграммы превращения аустенита в стали 16ГС представлены на рис. 5.10.

При снижении скорости нагрева ы'нсо 150 (условия АДС и ЭЛС) до 6 сС/с (ЭШС) интенсифицируются процессы растворения карбидов и карбонитридов. Например, в сталях системы легирования Мп—V—В при »„ — 120-=-150 °С/с температура растворения

Рис. 5.10. Диаграммы анизотермического превращения аустенита в околошовном участке ЗТВ сварных соединений стали 16ГС (---АДС и ЭЛС;

96

карбидов и карбонитридов в аустените соответствует 900 и 1050°С, а при пун = 6-т-Ю °С/с — 870 и 900 СС.

Исчезновение барьерного действия включений в результате их растворения резко активизирует процессы роста зерна аустенита, размер которого в структуре металла околошовного участка ЗТВ при ЭШС достигает 300 мкм и более (против 10—20 мкм у основного металла).

Анализируя процессы превращения при непрерывном охла-кдении относительно мелкозернистого (при АДС и ЭЛС) и крупнозернистого (при ЭШС) аустенита, следует отметить следующие особенности механизма и кинетики его распада. В околошовном участке ЗТВ при снижении дан со 120 до 6 сС/с повышается устойчивость аустенита в области образования бейнита и мартенсита, снижаются температуры начала выделения доэвтектоидного феррита и бейнитного превращения. При длительности охлаждения *8оо-5оо *ф (характеристическая длительность до появления в структуре феррита) обособляется область образования видманштеттового феррита. Порядок реакции п и величина кажущейся энергии активации С составляют соответственно 1,8 и 134,3 кДж/моль (АДС, ЭЛС); 1,1 и 107,9 кДж/моль (ЭШС .стали 09Г2С). Уменьшается число центров кристаллизации, а скорость роста кристаллов увеличивается. При этом в сталях системы легирования Б1—Мп отмечается увеличение в 1,4—1,9 раза размера действительного зерна феррита при совпадающих значениях параметра т800_Б00.

Противоположный эффект достигается при повышении интенсивности охлаждения. Например, при изменении Тзод^,,,, с 600 до 20 с размер действительного зерна феррита уменьшается в 2,5— 3 раза (ЭШС сталей 09Г2С и 16ГС).

Особенностью бейнитного превращения является практически постоянный интервал температур образования верхнего (530— 580 °С) и нижнего (430—530 °С) бейнита. Одновременно возрастает количество нижнего бейнита в интервале т6—т„. м (характеристические длительности охлаждения соответственно до появления в структуре бейнита и конца мартенситного превращения). При сокращении т800_60о, например, со 100 до 25 с уменьшается ширина реек бейнитного феррита в 1,5—1,9 раза, среднее расстояние между карбидами — в 1,7 и 3,8 раза соответственно до и после отпуска (ЭШС стали 16ГМЮЧ).

В стали 09Г2С мартенситное превращение происходит в два этапа. На первом этапе в температурном интервале 412—296 °С образуется реечный мартенсит (^ = 40,2-7-40,6 кДж/моль), а в температурном интервале 296—221 °С — пластинчатый мартенсит (Э = 9,2-^-9,6 кДж/моль).

Указанные изменения в кинетике фазовых превращений при увеличении длительности пребывания металла выше критической точки Лс3 предопределяются уменьшением плотности внутренних дефектов кристаллического строения, меньшей удельной поверх-

4 Лившиц Л. С. в др.97