эти носят хрупкий характер, несмотря на то что используемые здесь сплавляемые металлы сами по себе обладают достаточно высокой пластичностью и вязкостью. Исследование химического состава металла на поверхностях излома показало, что происходят такие разрушения в зоне, которая по своему составу является промежуточной относительно сплавляемых металлов [13]. При этом установлено, что чаще всего разрушение происходит в зоне метал-_ _ла, содержащего 5—7% хрома и 4—6% никеля (рис. 21), т. е. металла с химическим составом, при котором в обычных условиях охлаждения неизбежно образуется мартенсит.

Таким образом, можно утверждать, что в зоне сплавления разнородных сталей в переходном слое образуется малопластичная мартенситная структура. Утверждение об отсутствии здесь мартенсита можно объяснить тем, что выявление структуры смежных металлов, заметно отличающихся по химическому составу и физическим свойствам, зависит от их химических потенциалов [41]. Сосуществующие металлы в этом случае являются гальваническим элементом, в котором один служит катодом, другой — анодом. Катод обладает положительным электродным потенциалом и поэтому стоек против коррозии

~Щ 3,51 4,01 4,51 5Д 5,51 6,01 6,5Ш°/С 3,5 40 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0~Сг,%

Рис. 21. Содержание хрома (кривая /) и никеля (кривая 2) на поверхности излома в зоне сплавления среднелегиро-ванной стали с хромоникелевым аусте-нитным металлом Х20Н15 (ручная сварка, /д= 150А) [33].

этому стоек против коррозиі (травления). Анод имеет отрицательный электродный потенциал, в связи с чем его склонность к коррозийному разрушению повышена.

В зоне сплавления высоколегированного металла с низко- или среднелегированным мартенситная структура переходного слоя в силу присущих ей специфических физико-химических свойств может быть катодом и поэтому будет катоднозащитной для смежных структур, являющихся протекторами по отношению к ней. В таком случае структура мартенсита не проявляется и ее нелегко обнаружить в зоне сплавления разнородных сталей. Например, мартенсит в переходном слое зоны сплавления аустенитного металла типа Х25Н13 с армко-железом и низкоуглеродистой сталью удалось

обнаружить благодаря поименению специальной методики травления [78, 85].

Выявление мартенсита в зоне сплавления разнородных сталей затруднено еще и потому, что на протекающий здесь процесс мартенситного превращения оказывает влияние присущее этой зоне особое напряженное состояние, которое может проявляться, например, в формировании малоугловых дислокационных границ и приводить к дополнительному наклепу металла мартенситной прослойки. Напряженное состояние зоны сплавления зависит от типа сплавляемых металлов. Этим, вероятно, и объясняется тот факт, что с помощью' указанной методики нельзя выявить мартенсит в зоне сплавления аустенитного металла с перлитной сталью,

рис 22 Типичный вид холодной трещины - отрываобразующейся в зоне сплавления аустенитного металла шва с перлитной сталью.

содержащей повышенное количество углерода — сталью 50. По этой, видимо, причине с использованием указанной методики автору также не удалось выявить мартенсит в зоне сплавления подвергнутых исследованию вариантов соединения разнородных сталей . Понадобилось разработать новую методику, сущность которой состоит в длительном (60 мин и более) химическом травлении в горячем растворе 10 г пикриновой кислоты и 50 г едкого натра в 100 мл воды.

Неизбежное образование в зоне сплавления сталей, сильно отличающихся по химическому составу, переходного слоя с мартенситной структурой и является причиной возникновения в металле шва холодных трещин, которые располагаются непосредственно на границе сплавления и поэтому называются отрывами. Типичный вид этих трещин показан на рис. 22, на котором приведены макроструктура с отрывом, полученным в сварном соединении стали ЗОХГСА, выполненном аустенитной хромомарганцевой проволокой Св-08Х20Н10Г6 (а), и микроструктура (Х300) в месте отрыва (б).

Поскольку при сварке разнородных сталей в зоне сплавления неизбежно образуется переходный слой с малопластичными структурами, для получения сварного соединения требуемого качества