Все тепловые параметры зоны
теплового влияния при сварке можно устанавливать экспериментально
осциллографированием показаний термопар, заделанных в разных зонах
сварного соединения, или рассчитывать по методике, предложенной Н. Н.
Ры-калиным. Скорости охлаждения при сварке в зависимости от
перечисленных факторов изменяются в очень широких пределах; так по
данным М. X. Шоршорова и В. В. Белова, скорости могут колебаться от 0,25
до 60° С/с при 550° С и от 0,8 до 240° С/с при 900° С.
Аустенит зоны значительного
перегрева и роста зерна должен распадаться при более низкой температуре, а
аустенит остальных участков с концентрационной неоднородностью по
углероду — в области более высоких температур. При малых скоростях
охлаждения это может приводить к образованию сорбитообразной
структуры непосредственно у свариваемых кромок и ферритно-перлитной — в
более удаленных зонах (тем крупнее, чем дальше от шва). При увеличении
скорости охлаждения и соответствующем составе свариваемой стали аустенит
участка перегрева может переохладиться до температуры Мн и перейти в
мартенсит.
Образование бейнитных структур в
этой зоне маловероятно при непрерывном охлаждении из-за недостатка времени
для протекания в перегретом гомогенном аустените подготовительных
диффузионных процессов дифференциации аустенита по содержанию
углерода. В то же время зоны, отстоящие дальше от шва, имеют негомогенный
аустенит с той самой неоднородностью по распределению углерода, которая
явилась отражением перлитного строения и которая нужна для бейнитного
превращения. Поэтому эти зоны при повышенных скоростях охлаждения имеют
повышенную предрасположенность к образованию бейнита и менее склонны к
переохлаждению до температуры Мп. Эта предрасположенность
тем больше, чем негомогенность аустенита ближе к той, которая нужна для
бейнитного превращения. Таким образом, наиболее предрасположены к
образованию бейнита зоны, нагретые с большой скоростью и небольшим
перегревом выше Ас3, и особенно зоны, нагревавшиеся
до интервала А3—Аг.
Указанное обстоятельство приводит
к тому, что в зонах сварных соединений углеродистых нелегированных
доэвтектоидных или низколегированных сталей может иметься бейнит, в то
время, как при термообработке этих же сталей с непрерывным
охлаждением получение бейнита маловероятно. В связи с увеличением
склонности рассмотренных зон к бейнитному превращению в них уменьшается
возможность переохлаждения аустенита до температуры Мп. В том же случае, когда состав
стали и скорость охлаждения позволят переохладить негомогенный аустенит до
мартенситного превращения, температура будет повышена в связи с наличием в
аустените обедненных по углероду участков. Мартенсит в этих случаях
также неоднороден по содержанию углерода и по
твердости.
