а также кремнием и алюминием в пределах растворимости), ни за-счет образования дисперсных частиц второй фазы (легирование кремнием и алюминием выше предела растворимости) получить сплавы с механическими свойствами, удовлетворяющими тем требованиям, которые предъявляются к сварному соединению разнородных сталей, пока невозможно. Подтверждается это данными по исследованию возможности повышения прочности железонике-левого наплавленного металла легированием его алюминием, который может образовывать интерметаллидную фазу типа №3А1, позволяющую повысить прочностные характеристики сплава [97]. Полученный при этом металл содержал 0,07% С, 0,19% Э1 и 0,26% Мп. Концентрации никеля и алюминия в нем приведены ниже:

45,9.—

45,9.0,4

46,9.0,84

45.9.2,2

43,8.2,5

На рис. 69 в виде графика приведена зависимость его механических свойств от содержания алюминия. Как видно из рисунка, при легировании железоникелевого сплава алюминием несколько

повышаются прочностные характеристики; Дальнейшее увеличение концентрации алюминия нежелательно, так как имеются сведения, что при содержании этого элемента в никелевом сплаве более 3—4% значительно ухудшается деформируемость в горячем состоянии.

Автор считает [97], что прочностные характеристики сплава на никелевой основе можно существенно повысить совместным легированием его алюминием и титаном за счет образования интерме-таллидной фазы №3(1лА1). Физическая сущность этого упрочнения состоит в том, что алюминий сильно снижает растворимость титана в никеле и тем самым способствует образованию интерметаллидной фазы N1X1 (г)-фаза). Аналогичное действие оказывает и титан на растворимость алюминия в никеле, способствуя появлению интерметаллидной фазы №3А1 (у'-фаза). Растворимость ц- и у' - фаз зависит от температуры. С понижением температуры эти^фазы выделяются из раствора, вследствие чего сплав упрочняется.

44

32

1.8 2.4 А1.%

Рис. 69. Зависимость механических свойств железоникелевого сплава типа 08Н50 от содержания алюминия.

Исследования автора и В. В. Снисаря показали, однако, что в железоникелевом металле шва совместным легированием алюминием и титаном нельзя получить нужных прочностных характеристик. Исследовали сплав с 2,5—3,1% алюминия (оптимальное, как показано выше, количество для железоникелевых сплавов), содержащий 0,07% С, 0,19% Б! и 0,26% Мп и дополнительно легированный титаном. В табл. 9 приведена концентрация никеля, алюминия и титана в полученном при этом металле, а на рис. 70 — его механические свойства. По мере повышения содержания титана прочностные характеристики (от, ав) исследуемого сплава повы-

9. Содержание исследуемых легирующих элементов, /о, в сплаве, дополнительно

легированном алюминием

0,24

рис 70. Зависимость механических свойств железоникелевого сплава, содержащего 2,5-3,0% алюминия, от концентрации титана.

шаются. Однако при этом, если содержание титана превышает 0,3%, существенно снижаются

пластичность и вязкость (б, Я|Э, КОНЦен1на»л«« .

с„). Кроме того, в наплавленном металле с содержанием титана выше 1,0% появляются поры, количество которых увеличивается с повышением концентрации

титана в сплаве.

Из изложенного следует, что высоконикелевый металл шва с требуемыми механическими свойствами нельзя получить без легирования его карбидообразующими элементами. Исходя из того, что такие элементы способствуют перемещению углерода и тем самым образованию в зоне сплавления с перлитным металлом структурной неоднородности, которая приводит к преждевременному разрушению сварного соединения, легировать металл шва следует элементами, обладающими меньшим сродством к углероду. Поэтому заслуживают внимания марганцевоникелевые и хромоникелевые-сплавы.

Марганец содержится во всех никелевых сплавах. Повышение' концентрации этого элемента является, как уже указывалось ранее, одним из способов предотвращения появления горячих трещин-в аустенитном металле шва. Однако в сварном соединении разнородных сталей повышенное содержание марганца в металле шва!