Горячие трещины. Расчетные методы определения склонности к горячим трещинам

Горячие трещины (ГТ) – это хрупкие межкристаллические разрушения металла шва и ЗТВ, возникающие в твердожидком состоянии при завершении кристаллизации, а так же в твердом состоянии при высоких температурах на этапе преимущественного развития вязкопластической межзеренной деформации. Они могут возникать при неблагоприятном сочетании ряда факторов, связанных с понижением деформационной способности металла вследствие наличия в структуре легкоплавких эвтектик, дефектов кристаллического строения, выделения хрупких фаз, а также под действием внутренних и внешних напряжений. [1]

Различают следующие виды горячих трещин: кристаллизационные и полигонизационные (подсолидусные). Кристаллизационные трещины образуются при температурах, превышающих температуру солидуса. Полигонизационные трещины образуются после завершения первичной кристаллизации вследствие возникновения в структуре вторичных полигонизацонных границ. Дефекты типа горячих трещин обнаруживаются как в металле шва, так и в металле околошовного участка ЗТВ, вблизи линии сплавления. [1]

Рис. 1 Горячие трещины в сварных соединениях: 1,2 – продольные; 3,4 – поперечные в сварном шве и околошовной зоне; 5 – поперечные по толщине свариваемого металла. [1]

Согласно теории технологической прочности металлов при сварке, разработанной Н.Н. Прохоровым, сопротивляемость сварного соединения образованию горячих трещин определяется тремя основными факторами:

· Пластичностью металла в температурном интервале хрупкости

· Значением этого интервала

· Характером нарастания деформации при охлаждении (темпом деформации сварного соединения). [1]

Дефекты типа горячих трещин обнаруживаются как в металле шва, так и в металле околошовного участка ЗТВ вблизи линии сплавления. Технологическая прочность в процессе кристаллизации определяется температурным интервалом хрупкости металла (ТИХ), его пластичностью σ и темпом деформации в ТИХ α.

Согласно теории технологической прочности выделяют зависимость вероятности возникновения горячих трещин в металле от этих показателей [2]:

1. чем меньше пластичность металла в ТИХ, тем при равных прочных условиях больше вероятность образования горячих трещин:

2. чем больше протяженность ТИХ, тем больше вероятность возникновения трещины;

3. чем больше темп деформации н ТИХ, тем больше вероятность образования горячих трещин.

Расчетно-статистический метод оценки стойкости сплавов против образованияГТ применим только для тех сплавов, которые входят в концентрационные пределы изученных композиций. Кроме того, при использовании этого метода невозможно учесть аномалии по примесям, не входящим в параметрические уравнения, а также аномалии по технологическим параметрам сварки, выходящим за исследованные пределы. Поэтому расчетно-статистический метод рекомендуется для приближенных экспресс-оценок.

Табл. 1 Расчетно-статистические показатели склонности к ГТ [1]:

Параметрическое уравнение	Вид оценки	Область применения
HCS	<4 – не склонная <2 – не склонная	Для сталей с Для сталей с
UCS*= 230C+190S+75P+45Nb-12,3Si-5,4Mn-1	<10 – стойкая	Nb – микролегированные стали
=19-42C-411S-3,3Si+5,6Mn+6,7Mo [мм/мин]	>6 – стойкая <1,8 - склонная	Легированные стали
=	>1,5 при P+S=0,02-0,035 – стойкая <1,5 при P+S>0,02 - склонная	Cr-Ni – аустенитные стали
L=299C+8Ni+142Nb-5,5(%δ-Fe -105	L>0 - склонная	Аустенитно-ферритные стали

Дата добавления: 2015-08-17