Сравнение свойств аустенитных и низкоуглеродистой сталей

Например, пониженная теплопроводность и повышенный коэффициент теплового расширения хромоникелевых сталей повышают напряжения, действующие в металле шва при его кристаллизации, и способствуют,крайне неравномерному их распределению.

Рис. 198. Транскристаллитное Рис. 199. Межкристаллитная прослойка нио-.строение металла аустенитного бийной эвтектики, шва.

Транскристаллитное грубое дендритное строение первичной структуры связано с отсутствием структурных превращений в затвердевшем металле. Поэтому независимо от числа слоев в аустенит-ном шве кристаллы каждого последующего слоя становятся продолжением кристаллов предыдущего (рис. 198).

Легкоплавкая эвтектическая составляющая, располагающаяся на границах кристаллов, получила название межкристаллитных прослоек эвтектического характера (рис. 199). Эти прослойки по

Ч

своему составу и структуре резко отличаются от самих кристаллов аустенита. Температура их затвердевания, как правило, ниже температуры затвердевания металла. Например, сульфидные эвтектики типа N¡^2 N1 имеют температуру плавления 645 СС, эвтектики, образуемые ниобием в системе №—1ЧЬ, имеют температуру плавления около 1270 °С и т. д. Легкоплавкие эвтектики, образующие в процессе кристаллизации межкристаллитные прослойки, чрезвычайно облегчают появление кристаллизационных трещин в шве (рис. 200) и ухудшают свариваемость стали.

Однако образование трещин в аустенитных швах может происходить не только при температурах выше Тс, когда на границах кристаллитов есть жидкая фаза, но и при температурах ниже Тс, т. е. в твердом состоянии. Такие трещины называются подсоли-дусными. О природе этих трещин в настоящее время есть две гипотезы. Согласно первой, подсолидусные трещины связаны с явлением полигонизации — возникновения в аустенитном металле непосредственно после кристаллизации новых, вторичных границ как следствия движения дислокаций н их группировки в «стенки». Там, где граница полигонизации совпадет с участками, загрязненными вредными примесями, и плотность несовершенств наибольшая, возникнут несплошности. В процессе развития трещин наблюдается избирательное проникновение в них некоторых примесей (например, сульфидной эвтектики и др.). Поскольку температурный интервал полигонизации, составляющий всего несколько десятков градусов, рассматривается как часть ТИХ, к данному случаю вполне уместно применить общую схему межкристаллитного разрушения.

По второй гипотезе появление подсолидусных трещин объясняется миграцией границ кристаллитов при охлаждении после затвердевания и межзеренным проскальзыванием. Межзеренное проскальзывание раскрывает микрополости, образовавшиеся на границах в результате пересыщения границ вакансиями. Преимущественными местами зарождения таких трещин бывают выпрямленные границы кристаллитов, подверженные наиболее сильному проскальзыванию и относительно замедленной миграции, а именно: продольные границы кристаллитов — вблизи зоны сплавления и поперечные — в центре шва.

Появления кристаллизационных и подсолидусных трещин в металле аустенитного шва можно избежать с помощью следующих мер:

Рис. 200. Микроструктура однофазного ау-стеиитиого шва с кристаллизационной трещиной иа стали типа 1Х18Н9.