da - da0 = va-v ехр [— QJ(RT)],(6.3)

где d и do — размер зерна аустенита после выдержки при Т в течение времени т и в начальный момент времени; v0 — скорость роста зерна; Q — энергия активации процесса роста зерна аустенита; а — показатель степени.

При выполнении расчетов по формуле (6.3) термокинетический процесс представляют в виде изотермических ступенек, разбивая термический цикл на отрезки с шагом Ат. Значения параметров Q

Таблица 6.8

Зависимость размера зерна аустенита от отношения в составе стали [89]

и а определяют на основе экспериментов, анализируя рост зерна аустенита в изотермических условиях. В табл. 6.7 указаны значения параметров a, v0 и Q для некоторых сталей [89].

Дисперсные термоустойчивые включения второй фазы являются эффективными препятствиями для мигрирующих границ аустенитных зерен и существенно сдерживают их рост. По увеличению эффективности с точки зрения роста зерна аустенита в условиях сварки включения располагаются в следующий ряд: ТаС, VCN, ZrN, AIN, NbCN, TiN. Причем степень влияния включений TiN (табл. 6.8) зависит от соотношения Ti/N в составе свариваемой стали. Оптимальное значение Ti/N = 2.

6.4. ВЛИЯНИЕ ЛЕГИРУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ НА КИНЕТИКУ РАСПАДА АУСТЕНИТА

Наиболее распространенными легирующими элементами при производстве низколегированных сталей являются Si, Мп, Сг, Мо. Анализ их влияния на кинетику превращения аустенита при охлаждении в условиях сварки можно провести по результатам работ [92—94 ]. Химический состав и механические свойства сталей представлены в табл. 6.9. Данные, характеризующие влияние легирующих элементов на характеристические длительности охлаждения и фазовый состав структуры, приведены на рис. 6.4.

Таблица 6.9

Химический состав и механические свойства низколегированных сталей [92—94]

Кинетические параметры роста зерна аустенита конструкционных сталей [89]