Снижение скорости пластической деформации армко-железа на этапе установившейся ползучести приводит к тому, что интенсивность развития физического контакта резко снижается. Увеличение длительности процесса деформирования приводит к незначительному росту площади физического контакта вследствие существенного падения скорости смятия микровыступов соединяемых материалов. Даже при максимальном времени процесса (30 мин) полный физический контакт не устанавливается. Не наблюдается также формирования зерен по всей поверхности взаимодействия, и на многих участках существует ориентированная граница раздела между соединяемыми поверхностями. Циклическое воздействие температуры приводит к более интенсивному развитию процессов образования физического контакта и миграции границы.

Сварка стали 30 со сталью 30X13 характеризуется следующими особенностями. Зависимости е(г) для сталей данных марок в интервале температур Т= 800. 1000°С при Р= 15 МПа и / 30 мин представлены на рис. 4.20. Как следует из этих данных, при Т 900 'С сопротивление деформации обоих материалов резко уменьшается, что приводит к значительному накопленнию деформации при ползучести. При t= 28 мин, Т= 900 и 1000 °С значения е равны соответственно 0,4 и 1,7 % для стали 30, и 0,3 и 1,6 % — для стали 30X13.

Значительное увеличение скорости реакции может быть вызвано полиморфным превращением реагирующих твердых веществ (эффект Хэдвелла). Поскольку для таких превращений необходимы «разрыхление» и перегруппировка атомов кристаллической

Рис. 4.20. Зависимости относительной деформации сталей 30 и 30X13 от времени сварки при сварочном давлении 15 МПа и температурах 1000 (1, /'), 950(2. 2'), 900(3, 3% 850(4, 4') и 800 °С (5, 5'): -сталь 30;---сталь 30X13

решетки, то подвижность последних вблизи точки (температуры) фазового перехода может быть довольно велика.

Анализ характера развития пластической деформации материалов при Т= 800.900°С показывает, что в период нагружения относительная деформация незначительна (0,02.0,1 %), а сравнительно непродолжительный этап неустановившейся ползучести, характеризующийся непрерывным уменьшением ее скорости, переходит в этап установившейся ползучести со скоростью, практически равной нулю. При Т 900 °С мгновенная деформация значительно увеличивается и достигает 0,22.0,34 %.

Расчеты показывают, что е = 1,6-10"' и 7,5- 10~2%/с при t= 1 мин в интервалах температур 7"= 900. 1000 и 800.900"С соответственно. При этом длительность периода активного деформирования и стадии неустановившейся ползучести не превышает 4.6 мин. На стадии установившейся ползучести значения е составляют (2,9. 4,1)- 1(Г2%/с (Г900°С) и около 4,5- 10"3%/с (Г 900°С).

Аналогичный характер кривых ползучести и близкие значения накопленной деформации и скоростей ползучести для исследуемых сталей дают основания предположить, что физический контакт при смятии микровыступов на поверхностях обоих материалов формируется вследствие их совместной пластической дефор-

Рис. 4.21. Фрагменты профилограмм контактных поверхностей стали 30 ПРи Р= 15 МПа и Т= 950 "С в исходном состоянии (о) и при времени сварки 4 (б), 20 (в) и 28 мин (г)