Рис. 46. Зависимость напряжение—деформация для стали при адиабатическом и изотермическом проведении опытов [219]

процессе, когда все тепло, выделяемое в ходе деформации, идет на нагрев металла, необходимое напряжение повышается с увеличением степени деформации медленнее, чем при изотермическом процессе, осуществляемом при постоянной температуре (рис. 46).

В условиях Р, Г-процессов пластическая деформация осуществляется с различной скоростью — от нескольких миллиметров в секунду (при сварке сопротивлением ) до 100 мм/сек и более (при сварке оплавлением). При сварке взрывом скорость деформации может достигать 2000—4000 м/сек. Сопротивление пластической деформации растет с увеличением ее скорости при всех температурах, однако степень этого повышения зависит от температуры. При Т 0,ЗГ„л К наклеп, вызываемый пластической деформацией, не сопровождается разупрочнением и скорость деформирования мало влияет на сопротивление деформации (табл. 20). При Т = (0,3 -5- 0,5) Т°пл К деформирование сопровождается частичным упрочнением (в силу того, что параллельно с наклепом возможен процесс возврата и, в некоторой степени, рекристаллизация). В этих условиях увеличение скорости деформации сокращает время действия разупрочняющих факторов, что повышает скоростной коэффициент. В интервале температур (0,5 -4- 0,7) ТПА К заметнее проявляется рекристаллизация, что вызывает дальнейший рост скоростного коэффициента. Наконец, при Т 0,7 Тпл К медленная деформация сопровождается полным разупрочнением, а при большой ее скорости сохраняется наклеп, как следствие скоростной коэффициент резко

Скоростной коэффициент сопротивления деформации [64]

возрастает. Это может иметь существенное значение при некоторых Р, Т-процессах сварки, в которых деформация нагретой зоны идет с высокой скоростью.

Роль нагрева при выравнивании поверхностей и образовании физического контакта не ограничивается чисто механическим уменьшением сопротивления пластической деформации. При высокой температуре возможно некоторое сглаживание неровностей (см. § 1, гл. II) вследствие стремления тела к уменьшению поверхностной энергии. Этот процесс диффузионный и протекает относительно медленно. Однако поскольку при Р, Т-процессах сварки часто наблюдается значительный рост зерна, некоторое диффузионное сглаживание поверхности, тем более при действии значительных напряжений, вполне вероятно.

При сварке давлением большое значение имеет пластичность металла, которая, в частности, определяет его способность выдерживать без повреждений значительные деформации, необходимые для осуществления сварки. Пластичность технических металлов и сплавов часто находится в сложной зависимости от температуры. В наиболее общем случае имеются три зоны хрупкости [54]: при низких, средних и высоких температурах (рис. 47). Основная причина низкотемпературной хрупкости или хладнохрупкости связана с затрудненным движением дислокаций при низких температурах, особенно при преобладании в металле направленных межатомных связей (см. § 1, гл. I и § 3, гл. III). Среднетемператур-ная зона хрупкости появляется в результате выпадания из твердого раствора дисперсных выделений (старения), возможно, до или в процессе пластической деформации. Высокотемпературная хрупкость, обычно возникающая вблизи температуры солидуса, вызывается ослаблением границ зерен из-за выделения эвтектик, частичного оплавления и др.

Нагрев резко ускоряет окисление (см. § 3, гл. II). При высоких температурах на незащищенных поверхностях металла могут образовываться относительно толстые пленки даже при кратковременном контакте с воздухом. Например, на чистом железе за 1 сек-при Р=600 -4- 1350° С образуется окисная пленка толщиной от 1 до 40 мкм (рис. 48). Ее толщина рассчитана, исходя из параболического закона окисления, по привесу Д/в =где I — время в сек

и Кп — константа скорости окисления в г*/см* сек. Для железа (при Т = 500 -г- 1100° С) Кп = = 0,37ехр (—33000/кТ) [89]. Б первом приближении принято, ЧТО и

^ С:

Рис. 47. Типичная [зависимость пластичности технических металлов и сплавов от температуры [54]