8. Какой структурно-фазовый состав может иметь зона термического влияния стали 12х18н10т в зависимости от термического цикла сварки.

Металлу аустенитных сварных швов характерна ячеистая, дендритная или смешанная форма кристаллизации, что переопределяет образование крупных столбчатых кристаллов с обогащением междендритных участков примесями, образующими легкоплавкие фазы. Высокие скорости кристаллизации сварных швов при дуговой сварке обуславливают в них сравнительно слабо развитую зональную и значительную микрохимическую дендритную неоднородность в результате ликвации в первую очередь таких элементов, как P, S, C, Mo, Si, Ti и др.

Воздействие термодеформационного цикла сварки приводит к образованию в различных участках ЗТВ структур, существенно отличающихся от структур свариваемых сталей. Характерным для них является незавершенность полиморфных превращений (γ→δ или σ→γ) на стадии нагрева и образование отпускных структур на стадии охлаждения. Структура в ЗТВ отличается также неоднородностью в результате неравномерного нагрева, развития субструктуры и высокотемпературного наклепа вследствие межзеренной и внутризеренной пластической деформации.

9. Как выбрать среднелегированную сталь для сварной конструкции?

При выборе стали нужно обратить внимание на количество углерода в стали. Углерод не только снижает температуру мартенситного превращения, но и определяет разновидность мартенсита. Если углерода меньше 0,22% - формируется дислокационный мартенсит, обладающий повышенной пластичностью.

Если углерода больше 0,22% - формируется мартенсит двоеникования (?), который обладает пониженной пластичностью. Деформация мартенсита в этом случае осуществляется только с повышением плотности упаковки атомов. Такой мартенсит имеет повышенную склонность к холодным трещинам и приводит к замедленному разрушению конструкции.

При выборе стали важно оценить способ её производства и рафинирования (улучшение дуплекс процессом, электрошлаковым переплавом, ЭЛС переплавом, микролегированием элементами-модификаторами).

10. Как можно изменить температуру мартенситного превращения при сварке среднелегированных сталей?

1) Оптимальный термический цикл. Выбор более концентрированного источника энергии типа как при аргонодуговой, плазменной ЭЛС и лазерной сварки.

2) Регулировать содержание углерода в шве с помощью разделки и присадочной проволоки.

11.Обоснуйте необходимость предварительного и сопутствующего подогрева при сварке среднелегированных сталей.

Первой трудностью, наблюдающейся при сварке среднелегированных сталей, особенно с повышенным содержанием углерода и легирующих элементов, является предупреждение возникновения холодных трещин в околошовной зоне и в металле шва. Низкая сопротивляемость околошовной зоны среднелегированных сталей образованию холодных трещин определяется особенностями происходящих в них структурных превращений, обусловленных концентрированным местным нагревом металла вплоть до температур плавления, а также резким отличием в некоторых сварных соединениях химического состава металла шва от состава околошовной зоны.

Вероятность их образования тем больше, чем больше содержится в стали углерода и легирующих элементов, повышающих восприимчивость стали к закалке, и чем больше толщина металла.

Первостепенное влияние углерода на образование холодных трещин обусловлено тем, что он во многом определяет положение температурного интервала мартенситного превращения аустенита, в свою очередь определяющего как вероятность зарождения холодных трещин, так и их развитие.

Особо высокую стойкость против образования трещин можно получить, применяя предварительный подогрев до температуры 200-300˚ С и режимы сварки с низкой погонной энергией Однако для широко применяемых среднелегированных сталей даже большой толщины достаточную стойкость против образования холодных трещин можно получить при использовании подогрева до температуры 150-200˚ С и сравнительно высоких режимов сварки.