ИЗМЕНЕНИЯ В МЕНЕЕ ЛЕГИРОВАННОЙ СТАЛИ

Микроструктура. На рис. 36 приведена микроструктура малоуглеродистой стали СтЗ в зоне сплавления ее с аустенитным металлом типа Х25Н13 после выдержки сварного соединения в течение 300 ч при температуре 600° С. Как видно, структурную неоднородность со стороны углеродистой стали, являющейся в рассматриваемом соединении менее легированным металлом, составляет светло-травящаяся прослойка со структурой чистого феррита, в то время как остальная часть этой стали имеет феррито-перлитную структуру. Такое изменение структуры вызвано значительным снижением в этой прослойке содержания углерода, который диффундировал

™"у£^ш^Ы7^'%^™*'™ в зоне сплавле-структурной неоднородности, Х600 Р обРазовании в ней характерной

в более легированную (аустенитную) сталь. Характерным для рассматриваемой прослойки является также наличие крупных зерен часто в виде столбчатых кристаллитов, ориентированных перпендикулярно к границе сплавления. Размер этих зерен зависит от температуры нагрева сварного соединения и времени выдержки при этой температуре.

Следует отметить, однако, что прослойка в виде чистого феррита наблюдается только в том случае, если в сварном соединении в качестве менее легированного металла используется обычная малоуглеродистая сталь. При высоком содержании углерода в этом металле или наличии в нем легирующих элементов, способных образовывать карбиды, в прослойке измененной структуры можно заметить лишь уменьшение количества карбидных соединений. Даже в малоуглеродистой стали чисто ферритная прослойка образуется только тогда, когда сварное соединение нагревается до температуры ниже критической точки АСъ. При нагреве до температуры, выше этой точки, чисто ферритная структура не обнаруживается. В этом случае структура углеродистой стали качественно остается неизменной до самой границы сплавления, наблюдается лишь некоторое уменьшение перлитных участков (рис. 37). Обусловлено это, по-видимому, резким изменением подвижности углерода,

которое должно происходить при изменении нагрева. В случае нагрева выше точки ЛСз углерод диффундирует из v-железа, в то время как при нагреве до точки АСз — из сс-железа. В последнем коэффициент диффузии углерода значительно выше: в 835 раз при 500° С и в 126 раз при 755° С [5].

Особенностью структуры рассматриваемой прослойки является и то, что при сравнительно небольших выдержках, особенно в области невысоких температур (500—600° С), она в конце имеет резко выраженное очертание (рис. 38). При увеличении времени выдержки н температуры структура этой прослойки плавно переходит в струк-

Рис. 37. Микроструктура зоны сплавления углеродистой стали 35 с аус-тенитной Х25Н13 после выдержки в течение 2 ч при температуре 1000° С, Х150.

Рис. 38. Микроструктура зоны сплавления углеродистой стали 35 с аусте-нитной Х22Н15 после выдержки в течение 2 ч при температуре 600° С, Х200.

туру остальной части металла, в котором она образовалась (см. рис. 36).

О резко выраженном очертании конечной границы обезуглеро-женной прослойки имеются данные [106], согласно которым такое проявление обезуглероженной зоны является типичным. Это объясняют тем, что распад карбидов вследствие диффузии углерода из твердого раствора происходит в плоскости, параллельной границе сплавления. Однако, как показано выше, четкое очертание конечной границы обезуглероженной прослойки наблюдается только при сравнительно невысоком нагреве и малом времени выдержки. По-видимому, в таких случаях процессы перемещения углерода и распада цементита соизмеримы, в силу чего в зоне, из которой перемещается углерод, успевает произойти полный распад цементита. При более высоком нагреве или продолжительных выдержках процесс перемещения углерода опережает распад цементита. В этом случае обезуглероживание происходит в зоне, где сохраняется еще цементит, и поэтому ферритная структура обезуглероженной прослойки переходит в феррито-перлитную структуру остальной части малоуглеродистой стали постепенно.

Можно считать, что отмеченный рост зерна в прослойке измененной структуры менее легированной стали обусловлен процессом