в нестабильной зоне сплавления разнородных сталей. Согласно механизму перемещения углерода в зоне сплавления разнородных сталей содержание карбидообразующих элементов в более легированном металле, используемом в данном соединении, должно способствовать образованию и развитию этой неоднородности. И наоборот, в том случае, когда менее легированный металл сварного соединения разнородных сталей содержит элементы, образующие стойкие карбиды, диссоциация последних должна затрудняться и процесс перемещения углерода в более легированный металл не

получает существенного развития.

Сейчас уже имеется достаточно данных, чтобы наличие в сплавляемых металлах карбидообразующих элементов считать одним из факторов, определяющих образование и степень развития структурной неоднородности, характерной для нестабильной зоны сплавления разнородных сталей [66, 106]. Автором исследована зона сплавления в наплавках, выполненных на углеродистую сталь марки СтЗ железоникелевым сплавом, дополнительно легированным одним из известных карбидообразующих элементов. Наплавки выполняли таким образом, чтобы в наплавляемом металле обеспечивалось более 24,0% никеля, что, исходя из диаграммы состояния, необходимо для получения железоникелевых сплавов аустенитной структуры. Исследование производили после выдержки в течение 300 ч при 600° С.

О влиянии исследуемого элемента судили по ширине обезугле-роженной прослойки. Последнюю определяли прежде всего металлографическим путем. Но при этом во многих случаях трудно было проследить за изменением ширины обезуглероженной прослойки, так как околошовная зона стали марки СтЗ под воздействием термического цикла сварки получила грубозернистую феррито-пер-литную структуру. Поэтому о влиянии исследуемых элементов судили по распределению углерода в зоне сплавления.

Распределение углерода определялось послойным спектральным анализом по методике, изложенной в гл. П. По полученным данным строились кривые, с помощью которых уточнялась ширина обезуглероженной прослойки. За окончательную ширину обезуглероженной прослойки принималось среднее арифметическое значений, полученных при каждом указанном способе измерения.

Полученные результаты в виде графиков приведены на рис. 51. Из рисунка прежде всего видно, что увеличение содержания в вы-

о 2 4 б в То Тг

Содержание легирующего злемента.%

Рис. 51. Зависимость ширины обезуглероженной прослойки Ьо.п углеродистой стали в зоне сплавления после выдержки 300 ч при 600° С от типа и содержания карбидообразующего элемента в аустеннтном металле.

пжолегированном металле любого карбидообразующего элемента приводит к увеличению ширины обезуглероженной прослойки и менее легированном металле. Однако обращает на себя внимание и гот факт, что интенсивный рост ширины обезуглероженной прослойки наблюдается лишь до определенного содержания каждого карбидообразующего элемента. С дальнейшим повышением содержания этих элементов ширина обезуглероженной зоны увеличивается сравнительно мало. Для хрома, например, интенсивный рост ширины обезуглероженной зоны наблюдается при увеличении его количества до 6,0%, что хорошо согласуется с данными, полученными другими исследователями [106], которые в виде графика приведены на рис. 52. Влияние молибдена интенсивно сказывается при еще меньшем его содержании — до 4,0%. У титана и ванадия наименьший предел содержания, до которого наблюдается интенсивный рост ширины обезуглероженного слоя — 2,0% (рис. 51).

Из рис. 51 также видно, что тип карбидообразующего элемента оказывает заметное влияние на развитие рассматриваемой неоднородности, если о нем судить по ширине обезуглероженной зоны, получаемой при одном и том же содержании элемента. Отмеченное явление можно считать закономерным, если исходить из известного положения, что все карбидообразующие элементы обладают различным сродством к углероду. Однако расположение кривых на рис. 51 не показывает полного соответствия между влиянием карбидообразующего элемента на образование структурной неоднородности в зоне сплавления разнородных сталей и сродством этого элемента к углероду. По полученным данным нельзя составить известный ряд Ре, Мп, Сг, Мо, XV, V, N1), Л, в котором карбидообразующие элементы расположены в строгой последовательности по возрастанию их сродства к углероду.

Подобное несоответствие уже отмечалось в исследованиях [66]. Это дало основание автору указанной работы прийти к выводу, что перемещение углерода в зоне сплавления разнородных сталей определяется не общим содержанием карбидообразующих элементов, а свободными (не связанными углеродом) их атомами, и следовательно, не массовой, а атомной концентрацией этих элементов. В связи с этим целесообразно при построении кривых влияния карбидообразующих элементов на величину обезуглероживания степень легирования выражать не в массовых, а в атомных процентах. Получаемые при этом кривые действительно располагаются в том же четком порядке, что и в приведенном выше ряде карбидообразующих элементов.

О 4 8 12 Сг°/с

Рис. 52. Зависимость ширины обезуглероженной прослойки бо.п в зоне сплавления с малоуглеродистой сталью после выдержки, экстраполированной на 105 ч при 537° С (1000° Б), от содержания хрома в высоколегированном металле [106].