Прямое разупрочнение является следствием зерно/раничной сегрегации легирующих и примесных элементов, адсорбции газов, выделения хрупких фаз, появления е результате высокотемпературного проскальзывания и мартенситного. превращения высокой плотности несовершенств кристаллической решетки и образования субмикроскопических или микроскопических зародышевых дефектов.

Относительное разупрочнение, являющееся в большинстве случаев основным фактором, проявляется в результате процесса дисперсионного твердения, вызванного выделением частиц термически стойких вторичных фаз. При выдержке, принятой в процессе термической обработки, дисперсионное твердение низко-и среднелегированных сталей проявляется в температурном интервале 500—700 °С, в котором и отмечается появление ТТО, что вызвано в первую очередь образованием карбидов молибдена и ванадия.

Для анализа склонности сварных соединений к образованию трещин при повторном нагреве используются следующие показатели, предложенные различными исследователями!

для сталей с С 0,18 % и Сг 1,5 %

AG - Сг + 3,3 Мо + 8,1 V — 2,

для сталей с С = 0,1-=-0,25 %; Мо 1,5 %, Си 1 %, V 0,15 %, Nb 0,15 %, Ti 0,15 %

PSR = Cr -f Си + 2Mo + 10V + 7Nb + 5Ti — 2;

AGI = Cr + 3,3Mo + 8,1V + 10C — 2,

для сталей типа SA533 (типа 15Г2НМ)

CERL = 0,2Cu + 0.44S + P + l,$As + l,9Sn + 2,7Sb,

для сталей SA508 (типа 15ХГМН) и SA533

Т = 20V + 7С + 4Мо + Сг + Си + 1,5 log X — 0,5Мп,

где X = А1, если Al 2N, или X = 2Л\ если Al 2N, для сталей типа 0,5Сг—Mo—V

R = Р + 2,43As + 3,57Sn + 8,16Sb.

При AG; PSH 0; AGI 2; T 0,9 и с увеличением значений CERL и R возрастает опасность появления ТТО.

7.8. РАЗУПРОЧНЕНИЕ

Одним из важнейших показателей свариваемости термически упрочненных сталей является склонность к разупрочнению под воздействием термического цикла сварки. Явление разупрочнения закономерно для сталей с нестабильной структурой, потому что структура термоупрочненной стали обладает большим запасом свободной энергии, чем равновесная ферритно-карбидная 144

Рис. 7.11. Распределение твердости в ЗТВ сварных соединений сталей перлитного (/), бейнитного (2) и мартенситного (3) классов

смесь, образующаяся в условиях сварочногочзагрева и охлаждения в ЗТВ сварных соединений при общепринятой технологии сварки. В зависимости от химического состава стали эффект разупрочнения проявляется в определенном интервале максимальных температур нагрева. Исследования, описанные в работе [73], свидетельствуют о значительной разупрочняемости термоупрочненных старей перлитного класса при сварке по общепринятой для нормализованных и горячекатаных сталей технологии. Термически упрочненные стали с бейнитной и бей-нитно-мартенситной структурами в меньшей степени подвержены разупрочнению. Отмеченное обстоятельство связано в воздействием отдельных легирующих элементов на решетку железа, искажение которой сопровождается повышением твердости и прочности металла. Степень повышения твердости металла зависит от условий охлаждения.

Разупрочнение является результатом проявления ряда пр'сР4 цессов: коагуляции карбидов, изменения их состава, снижения плотности дислокаций, уменьшения напряжений второго родау роста блоков мозаики, рекристаллизации феррита.-"^С

Наряду с разупрочненным участком в зоне термического влия-1 ния наблюдается участок подкалки. Степень повышения твердости металла этого участка определяется химическим составом стали и термическим циклом сварки. В ряде случаев наличие участка подкалки может явиться причиной снижения конструктивной прочности сварных сосудов, работающих под давлением^, и появления холодных трещин.

Результаты проведенных к настоящему времени исследований свидетельствуют об отрицательном влиянии разупрочнения на конструктивную прочность сварных соединений, в особенности при двухосном напряженном состоянии, характерном для условий эксплуатации сосудов, работающих под давлением. В связи с этим склонность к разупрочнению при сварке снижает эффективность, а в ряде случаев сдерживает промышленное использование термоупрочненных сталей в сварных конструкциях, вызывая обоснованные опасения у проектировщиков и технологов.

Для анализа процессов, предопределяющих разупрочнение под воздействием термического цикла сварки, воспользуемся гра-