Рис. 14. Граница сплавления основного (неаус-тенитного) металла, вклинившегося полуостров-Х°600В НаПЛавленный (аустенитный) металл,

Тот факт, что количество и размеры наблюдаемых в зоне сплавления островков и полуостровков, а также вероятность их появления зависят от режима сварки, позволяет считать, что они не

являются специфической особенностью сварки разнородных сталей. Есть основания полагать, что подобные вклинивания (включения) имеют место в сварных соединениях любых металлов, выполненных дуговой сваркой. В сварных соединениях разнородных сталей они обнаружены раньше в связи с тем, что в таких соединениях сплавляются металлы, сильно отличающиеся по физико-химическим свойствам, в результате чего вклинивания четко выявляются при травлении шлифа.

Приведенные виды структур в зоне сплавления разнородных сталей показывают, что присущие сварным соединениям таких сталей специфические осо-

бенности кристаллизации металла шва непосредственно у границы сплавления действительно не вызывают образования в зоне сплавления той структурной неоднородности, которую принято считать причиной недостаточной технологической прочности сварного соединения или преждевременного его разрушения.

Лишь в некоторых случаях в зоне сплавления разнородных сталей в состоянии после сварки го стороны наплавленного металла можно заметить слой структуры, отличающейся от структуры остальной его массы (рис. 15). Такая зона является уже структурно неоднородной, так как здесь, если судить по отпечаткам индектора, изменяются свойства наплавленного металла. Указанный вид!струк-

Рис. 15. Микроструктура зоны сплавления углеродистой стали СтЗ с аустенитным металлом ха200° 3311303 аустенитности (типа Х18Н8)

туры является следствием чрезмерного развития той части образуемого в зоне сплавления разнородных сталей переходного слоя, которая имеет химический состав, способствующий образованию новой фазы.

Отмеченная неоднородность структуры в зоне сплавления разнородных сталей встречается в том случае, когда используемый в соединении высоколегированный металл имеет малую степень (малый запас) легирования. Именно в этом случае, как будет показано далее (см. гл. II. § 3), получает чрезмерное развитие та часть переходного слоя, в которой возможно образование новой фазы.

2. Химический состав металла зоны сплавления в состоянии после сварки

Изменение структуры сплавляемых металлов в зоне сплавления может происходить прежде всего вследствие изменения их химического состава в этой зоне. Поэтому исследование химического состава металла зоны сплавления разнородных сталей, и в первую очередь в состоянии после сварки, представляет значительный научный и практический интерес, так как дает возможность определить время и причины образования наблюдаемой в зоне сплавления разнородных сталей структурной неоднородности, а также изыскать способы ее предотвращения.

Образующаяся в зоне сплавления разнородных сталей структурная неоднородность имеет весьма ограниченные размеры: в большинстве случаев она составляет десятые и даже сотые доли миллиметра. В связи с этим для определения изменения химического состава в зоне сплавления разнородных сталей необходимо использовать методы, позволяющие исследовать металл в весьма малых объемах.

Простейшими методами, позволяющими получить сведения о химическом составе металла в весьма малых объемах (о химической макро- и микронеоднородности), являются измерение микротвердости, рентгеноструктурный анализ и микрорентгенография.

Измерение микротвердости является самым простым методом определения химического состава металла в малых объемах и локальность его достигает 8—9 мкм [56]. Однако с помощью этого метода нельзя определить состав металла в зоне сплавления разнородных сталей. Измерение микротвердости дает возможность более или менее надежно определить содержание элемента только в двойных сплавах. Количественный, а иногда даже и качественный анализ химического состава многокомпонентных сплавов при использовании этого метода практически невозможен. Кроме того, микротвердость металла зависит не только от его химического состава, но и от структуры и даже строения в пределах одного зерна (субструктуры).