с выделением углерода [76]. По своему строению мартенсит является кристаллическим веществом с тетрагональной решеткой [44], степень тетрагональности которой — величина переменная и определяется содержанием углерода в твердом растворе. С выделением углерода из твердого раствора тетрагональная решетка постепенно изменяет свои параметры в сторону приближения их к параметру а-железа.

Различная тетрагональность решетки и придает различные свойства мартенситу. Мартенсит с решеткой, обладающей низкой степенью тетрагональности, менее хрупок, имеет меньший удельный объем [52] и, следовательно, вызывает меньшие структурные напряжения. Кроме того, уменьшение степени тетрагональности решетки мартенсита способствует повышению подвижности дислокаций и тем самым облегчает релаксацию напряжений в местах их концентрации. Следовательно, с уменьшением тетрагональности решетки образующегося в зоне термического влияния мартенсита должна уменьшаться вероятность образования околошовных трещин.

При данном содержании углерода в стали тетрагональность решетки мартенсита определяется температурой мартенситного превращения. Чем ниже температура, при которой совершается мар-тенситное превращение, тем выше степень тетрагональности решетки и, следовательно, тем больше вероятность образования трещин. Известно, что опасность возникновения закалочных трещин при мартенситном превращении уменьшается с повышением температуры, при которой совершается такое превращение [27, 76]. Это объясняется тем, что при более высоких температурах (выше 150° С и особенно выше 200° С) мартенситное превращение происходит с самоотпуском, т. е. образующийся мартенсит быстро отпускается, теряет свою твердость и приобретает способность к некоторой пластической деформации, достаточной для уменьшения пиковых значений структурных напряжений [76]. К этому следует добавить еще и тот общеизвестный факт, что с повышением температуры мартенситного превращения количество остаточного аус-тенита увеличивается, что также способствует релаксации напряжений.

Основным фактором, определяющим температуру мартенситного превращения, является, как известно, температура его начала, т. е. мартенситная точка (Мн) стали. Чем выше мартенситная точка, тем меньшая доля превращения останется на область более низких температур [27]. Из всех факторов, определяющих мартен-ситную точку, решающим является химический состав стали: мартенситная точка тем выше, чем меньше содержится в стали углерода, марганца, хрома, никеля и молибдена, причем основное влияние оказывает содержание углерода. Следовательно, с понижением содержания углерода склонность стали к образованию трещин должна уменьшаться, что и соответствует действительности.

11а температуру мартенситного превращения существенное влияние оказывает также напряженное состояние металла и его пластическая деформация. Давление по трем осям повышает устойчи-ікнть аустенита и снижает температуру его распада [68]. Давление но одной или двум осям, вызывающее пластическую деформацию, смещает мартенситное превращение в область более высоких темпе ратур [58].

Таким образом, в околошовной зоне сварного соединения закали нающихся сталей температура мартенситного превращения и, следовательно, образование трещин должны в значительной степени определяться собственными напряжениями первого рода, высыпаемыми сваркой.

Сварка, как правило, вызывает объемные (трехосные) напряжении. Однако в зависимости от величины отдельных составляющих Л'пх напряжений различают линейное, плоскостное и объемное напряженные состояния. При сварке стыковых швов с увеличением толщины свариваемого металла создаются условия для появления объемных напряжений, что у закаливающихся сталей способствует сдвигу мартенситного превращения в область более низких температур. Склонность закаливающихся сталей к образованию трещин в околошовной зоне с увеличением толщины возрастает. В случае наплавки отдельного валика или облицовки кромок закаливающихся сталей возникают двухосные напряжения, которые способствуют протеканию мартенситного превращения в области более высоких температур. В этом случае отколы в закаливающихся сталях не наблюдаются.

С позиции отмеченного эффекта превращения мартенсита в области более высоких температур (верхняя область мартенситного превращения) получает более строгое толкование физическая сущность и принцип выбора оптимальной температуры предварительного или сопутствующего подогрева. При сварке с подогревом металл околошовной зоны охлаждается медленно, особенно в области мартенситного превращения. В результате основной объем этого превращения происходит в области температур, при которых оно сопровождается самоотпуском. Отсюда следует, что целесообразнее подогрев до температур, близких к мартенситной точке свариваемой стали.

Положительное действие смещения мартенситного превращения в область более высоких температур позволило более строго,'"чем при водородной гипотезе, объяснить установленную практикой и ставшую широко известной возможность сварки закаливающихся сталей без подогрева путем применения сварочных материалов, обеспечивающих получение металла шва аустенитного класса. При аустенитной шве в сварном соединении создается иное, чем в соединении с феррито-перлитным швом, распределение сварочных напряжений. При аустенитной шве в околошовной зоне возникает напряженное состояние, которое протекающее здесь мартенситное превращение смещает в область более высоких температур, в силу