- •4. Характеристики решіток
- •Глава і. Металознавство - наука про метали і методи дослідження металів
- •Глава 2. Характеристики металічного стану
- •Що таке метали?
- •Типи зв'язку в металах і неметалах
- •Кристалічна будова металів
- •Гис. 5. Зображення атомів в об’ємі кристалічної решітки металів.
- •Кристалографічні позначення атомних площин і напрямків
- •Запитання для самоперевірки
- •Глава 3. Недосконалості кристалічної будови
- •Точкові дефекти
- •Металів
- •Реальна міцність металів
- •3. Плоскі поверхневі й об'ємні дефекти
- •Глава 5. Кристалізація металів
- •Будова рідкого металу
- •Гомогенна (самодовільна) кристалізація
- •Вплив ступеня переохолодження (швидкості охолодження) на величину зерна металу після кристалізації
- •Гетерогенна кристалізація і вплив умов твердіння на формування кристалів
- •Поліморфні та магнітні перетворення в металах
- •Глава 6. Пластична деформація, рекристалізація. Структура і властивості деформованих і рекристалізованих металів. Руйнування металів
- •Фізичне уявлення про деформацію і зміцнення металів і сплавів. Явище наклепу.
- •Рекристалізації.
- •Гис. 55. Залежність величини зерна після збиральної рекристалізації: а) від температури нагріву; б) від часу витримки; в) від величини попередньої деформації.
- •Гаряча й тепла деформації
- •В'язке й крихке руйнування металів
- •І’ис. 60. Схематичний вигляд поверхні руйнування : а) в’язке; б) крихке.
- •Запитання для самоперевірки
- •Глава 7. Механічні властивості металів і методи їх визначення
- •Загальні механічні властивості
- •Випробування на розтягування, стискання і згинання
- •Випробування на твердість
- •Випробування на ударну в'язкість
- •Критерії довговічності
- •Запитання для самоперевірки
- •Глава 8. Теорія сплавів
- •Поняття про сплави, компоненти, системи. Фази і . Іруктури в металічних системах
- •Тверді розчини
- •Хімічні сполуки (проміжні фази)
- •Основні типи простіших діаграм стану двокомпонентних систем. Аналіз структури і властивостей сплавів
- •Побудова діаграм стану двокомпонентних систем. Правило фаз. Правило відрізків.
- •Діаграма стану, коли обидва компонента утворюють необмежені розчини як в рідкому так і в твердому станах
- •Гне 87. Двокомпонентна система з необмеженою розчинністю як в рідкому, так і в твердому стані: а) діаграма; б) крива охолодження сплаву “X”; в) схеми мікроструктур.
- •Діаграми стану, коли обидва компонента утворюють необмежені рідкі розчини і обмежено розчиняються в твердому пані
- •І'ис. 90. Системи з обмеженою розчинністю в твердому стані і утворенням евтектики: а) фазова діаграма; 61 крива охолодження сплаву “X”.
- •Рнс. 93. Діаграма з евтектикою без розчинності компонентів в і иердому стані і крива охолодження доевтектичного сплаву.
- •Сполука АтВп.
- •Діаграми стану систем з необмеженою розчинністю компонентів у рідкому стані і проміжними фазами (хімічними сполуками)
- •Діаграми стану систем з моноваріаіітноіо рівновагою твердих розчинів на основі поліморфних модифікацій компонентів.
- •Системи з обмеженою розчинністю компонентів у рідкому стані (монотеїстичного типу)
- •Вагою).
- •Зв'язок між типом діаграм і характером зміни властивостей сплавів
- •Запитання для самоперевірки
- •Структура сплавів при нерівноважній кристалізації
- •І’ис. 108. Зерна а-твердого розчину (схема): п) після прискореного охолодження (дендритна ліквація); б) ті ж зерна після дифузійного відпалу.
- •Форма кристалів (зерен)
- •Запитання для самоперевірки
- •Глава 10. Процеси первинної кристалізації металу при зварюванні
- •Особливості будови зварних з'єднань
- •Особливості утворення і росту кристалів при зварюванні
- •Гін і 12. Формування кристалітів зварного шва іііі оплавлених зернах пришовної зони: 1-метал шва; 2-лінія сплавлення; 3-зона термічного впливу; 4-основний метал.
- •Ліквація в зварних швах і фізична неоднорідність металу шва
- •Гпс. 118. Шарувата неоднорідність зварних швів (схема). Вміст ліквіруюних домішок: 1- найвищий; 2-середній; 3- понижений.
- •Утворення гарячих тріщим в зварних швах
- •Металургійні методи регулювання первинної структури зварних швів
- •Запитання для самоперевірки
- •Вуглець
- •Діаграма стану Ре-с. Кристалізація сплавів і їх класифікація
- •Запитання для самоперевірки
- •Глава 2. Відпал першого роду
- •Дорекристалізаційний і рекристалізаційний відпали
- •Глава 3. Відпал другого роду
- •Р Тві/х ис. 154. Криві початку перетворення переохолодженої фази: 1 - в ізотермічних умовах; 2 - при безперервному охолодженні.
- •Види загартування
- •Загартування без поліморфного перетворення
- •Глава 5. Старіння й відпускання
- •Розбіжності в поняттях старіння й відпускання
- •Структурні зміни при старінні
- •Змінений властивостей при старінні
- •Вибір режиму старіння
- •Запитання для самоперевірки
- •Частина III. Термічна обробка сталей і зварних з'єднань
- •Глава 1. Критичні точки в сталях і класифікація основних видів перетворень
- •Глава 2. Перетворення в сталі при нагріві (утворення аустеніту)
- •Механізм і кінетика аустенізації
- •Ріст зерна аустеніту
- •Запитання для самоперевірки
- •Глава 3. Перетворення в сталі під час повільного охолодження (перетворення аустеніту в перліт)
- •Глава 4. Перетворення аустеніту під час швидкого охолодження сталей
- •І’ис. 180. Субструктура мартенситних кристалів при вивченні в електронному мікроскопі “на просвіт”, ч20000. Пластини мартенситу складаються з великої кількості близько розташованих двійників.
- •Властивості сталей і сплавів після загартування на мартенсит
- •Еретворення аустеніту під час безперервного охолодження. Діаграми неізотермічного (термокінетичного) розпаду аустеніту
- •Відстань від торця, що охолоджується, мм Рис. 191. Смуга прогартовуваності сталі 40.
- •Глава 5. Відпускання сталей
- •Структурні зміни при відпусканні сталей
- •Мікроструктура і механічні властивості сталей після підпускання. Види відпускання і їх призначення
- •Глава 6. Технологія термічної обробки сталей
- •Види гартувань сталей, їх призначення і технологічні параметри
- •Вибір температур гартування «
- •І’кс. 202. Твердість сталі в залежності від вмісту вуглецю і температури гартування: 1- нагрів вище Ас3 (Аст); 2-нагрів вище тільки Асі (770°с); 3-мікротвердість мартенситу (а. П. Гуляєв).
- •Тривалість нагріву і вибір середовища нагріву при гартуванні
- •Охолоджуючі середовища для загартування
- •Внутрішні напруження в загартованих сталях
- •Способи загартування
- •І циліндричної деталі при поверхневому гартуванні з нагрівом свч: 1-індуктор; 2- деталь.
- •Зв'язок мікроструктури зварного з'єднання з діаграмою с гану залізо - цементит
- •Металу.
- •Гне. 218. Вплив ступеня переохолодження нижче рівноважної температури а| на зміну складу евтектоїда вуглецевих сталей.
- •Діаграми неізотермічного перетворення аустеніту для умов зварювання
- •Холодні тріщини в зварних з'єднаннях
- •Глава 8. Термічна обробка зварних з'єднань
- •Роль термічної обробки в забезпеченні надійності зварних конструкцій
- •Основні види термічної обробки зварних з'єднань
- •Конструкцій.
- •Глава 9. Зварюваність сталей і сплавів
- •Частина IV. Конструкційні сталі і сплави та їх зварюваність
- •Глава 1. Вуглецеві конструкційні сталі
- •Вплив вуглецю і домішок па структуру, властивості і застосування вуглецевих сталей
- •І СтЗсп
- •Зварюваність вуглецевих конструкційних сталей
- •Запитання для самоперевірки
- •Глава 2. Основи легування конструкційних сталей і сплавів
- •Розвиток сучасної промисловості і загальні вимоги до конструкційних матеріалів
- •Легуючі елементи в сталях
- •Вплив легуючих елементів на поліморфізм заліза і властивості фериту і аустеніту
- •Карбідна фаза в легованих сталях
- •Інтерметалічні сполуки
- •Вплив легуючих елементів на перетворення в сталях
- •Класифікація легованих сталей за якістю
- •Класифікація легованих сталей за структурою у рівноважному стані
- •Класифікація легованих сталей за структурою у нормалізованому стані
- •Запитання для самоперевірки
- •Глава з, конструкційні леговані сталі загального призначення
- •Основні легуючі елементи конструкційних сталей і мета їх введення
- •Будівельні і трубні леговані сталі
- •Особливості зварювання низьковуглецевих легованих і і ллей загального призначення
- •Особливості зварювання середньовуглецевих легованих сталей та їх термічна обробка
- •Мартенситно-старіючі високоміцні сталі
- •Високоміцні сталі з високою пластичністю (твір- сталі)
- •Зносостійкі сталі
- •Запитаним для самоперевірки
- •Глава 4. Конструкційні леговані сталі і сплави з особливими властивостями
- •Корозостінкі сталі
- •Види корозії металів
- •Високохромисті нержавіючі і кислототривкі сталі
- •Особливості процесів структуроутворення зварних з'єднань високохромистих сталей і їх термічна обробка
- •Високохромисті нержавіючі сталі аустенітно-мартсм ситного класу та їх зварюваність
- •Хромонікелеві корозостійкі сталі й сплави. Хімічний склад,структура, властивості
- •Вплив процесів зварювання на структуру хромонікелевих корозостіііких сталей
- •Жаростійкі сталі й сплави
- •Особливі властивості, хімічний склад і мікроструктура
- •Особливості зварювання жаростійких сталей
- •Жароміцні сталі й сплави
- •Теоретичні основи жароміцності і класифікація жароміцних сталей і сплавів
- •Теплостійкі сталі перлітного класу. Загальна характеристика, структура і термічна обробка
- •"Турбоатома").
- •Особливості структуроутворення в зварних з'єднаннях теплостійких сталей
- •Вибір режимів термічної обробкзі зварних виробів з теплостійких сталей
- •Технологічних зварних проб із сталі 15x1 міф (в. М. ЗсмзініР. 3. Шрон): •-тріщини; о-тріщин немає.
- •Жароміцні сталі мартенситно-феритного і мартеисит- ііого класів. Класифікація, мікроструктура і термічна обробка
- •Особливості структуроутворення при зварюванні жароміцних сталей мартсіїситіїо-феритного і маргеиситіїого класів і їх термообробка
- •Зварюваність жароміцних аустенітних сталей і сплавів на нікелевій основі
- •Предметний покажчик
- •4 Лінійні дефекти
- •60 Щільність дислокацій
- •7 Вуглецеві сталі, їх структура, класифікація і маркування
- •8 Пороки макро- і мікроструктури сталей
- •9 Відпал, що зменшує напружений
- •10 Методи визначення зерна в сталі
- •11 Бейпітне перетворення
- •13 Термомеханічна обробка сталей (тмо)
- •14 Поверхневе гартування сталей
- •15В середині марки сталі.
- •17 Сталі для кріогенної техніки
Вибір режимів термічної обробкзі зварних виробів з теплостійких сталей
Простішим видом термічної обробки для запобігання холодним тріщинам є підігрів.
Підігрів призначається попередній, а також супутній. Метою підігрівів являється зменшення небезпеки утворення холодних тріщин, які можуть виникати як спочатку термічного циклу зварювання, так і після закінчення зварювання, через зниження пластичності металу в різних ділянках зварного з’єднання. Температура підігрівання призначається 150-400°С і залежить від марки сталі і товщини заготівок, що зварюються. Так, для вуглецевих сталей 12ХМ і 15ХМ оптимальним є підігрів до температури 150-250°С, а для сталей типу 12Х1МФ, 15X1 МІФ температура підігріву
підвищується до 300-400°С. При зварюванні з підігрівом умови охолодження стають близькими до охолодження з ізотермічною видержкою в районі температур підігріву. Внаслідок цього структура металу ЗТВ може представляти собою бейніт або бейніт з
невеликою кількістю мартенситу. Бажано, щоб в зварному з'єднанні утворювалась структура верхнього бейніту, яка характеризується високою пластичністю. Підігрів одночасно сприяє зниженню залишкових напружень.
.Для особливо відповідальних виробів, що працюють під високим тиском, руйнування яких призводить до крупних аварій в енергетичних системах, температури підігріву регламентується нормами, які приведені в спеціальній літературі.
Коли виконувати зварювання з необхідною температурою попереднього і супутнього підігріву неможливо, то звертаються до операції "відпочинку". Режим такої термічної обробки визначається результатами випробування спеціальних зразків зварних з'єднань на тривалу міцність. На прикладі діаграми (рис. 284) для сталі НТ-80 показано зв'язок між температурою, тривалістю "відпочинку" і схильністю до утворення холодних тріщин. Мінімальною температурою "відпочинку" має бути 80°С, бо інакше тріщини будуть утворюватись під час видержки.
Після закінчення зварювання виробів з теплостійких сталей їм обв'язково призначається термічна обробка - високе відпускання. Це обумовлено тим, що під час зварювання легуючі елементи (V, Мо, N6, Ті) розчиняються в аустеніті, а після порівняно швидкого охо-
|
|
Тріщин |
не. |
40Є |
Три |
і,ини |
/ X, |
|
|
|
|
|
|
|
ппшпііппппптп /ргщина у/пзі?рн?ють сп при 6/дпочинху |
||||
°С
200
ІОО
50
О.ї
1.0 5 40
Р
лодження залишаються в твердому розчині (фериті, мартенситі або бейніті). Така структура - нестабільна, і при температурі експлуатації виділяються дрібнодисперсні фази (карбіди, нітриди, інтерметалі- ди), які підвищують крихкість пришовної зони і шва і призводять до утворення
ТЙі
500
межі сплавлення).
Деякий час вважали,
ис. 284. Вплив режиму відпочинку на утворення холодних тріщин в зварних з'єднаннях сталі НТ-80 (В. М. Замзіп). Хімічний Щ0 "Р"Р°Да розтріскування склад сталі: С=0,14%; Сг=0,9%:5і=0,25%; при зварюванні пов'язана з Мп=0.87%; Р=0,017%; 5=0.008%. оборотною відпускною