Варіант 17

а) Холодные продольные трещины — наиболее распространенный дефект околошовной зоны при сварке среднелегированных сталей перлитного и мартенситного класса. Причины появления этих тре­щин здесь те же, что и у низколегированных термоупрочненных сталей, однако чувствительность значительно большая и, к тому же, резко возрастающая с повышением прочности сварных сое­динений.

Повышенное содержание в этих сталях углерода и легирующих элементов увеличивает устойчивость аустенита и смещает мартенситное превращение в область пониженных температур. Образующийся крупноигольчатый мартенсит обладает высокой твердостью и низкими пластичностью и вязкостью, его появление сопровождается высокими напряжениями второго рода. В этих ус­ловиях диффундирующий из шва в закаленную околошовную зону водород, задерживаясь здесь, может наиболее сильно проявить охрупчивающее действие.

Интересно, что если наплавленный металл имеет устойчивую аустенитную структуру, трещины в околошовной зоне не возникают несмотря на то, что в зоне сплавления резко возрастает концентра­ция водорода.

б) Объясняется это тем, что аустенит, хорошо растворяя водород, но обладая плохой для него проницаемостью, служит своеобразным запорным слоем для перемещения водорода и его десорбции в окружающее пространство. Вероятно, высокая деформацион­ная способность аустенитного шва ослабляет напряженное состоя­ние металла и тем самым снижает отрицательное действие водорода.

Опасность возникновения холодных трещин при сварке среднелегированных сталей можно существенно снизить замедлением скорости охлаждения в мартенситом интервале температур и созда­нием условий для развития самоотпуска мартенсита, в результате чего получится более пластичный металл. В этом случае нет условий и для задержки водорода в околошовной зоне. И, однако, нужно принимать меры но предупреждению попадания водорода в зону сварки — использовать низководородные сварочные материалы, защищать свариваемые кромки от ржавчины, масел и др.. с тем чтобы содержание водорода в шве было не более 2 см3 на 100 г ме­талла. Этого достигают высокотемпературным режимом прокалки сварочных материалов (550—750 С).

Варіант 18

а) При неравномерном нагреве тепло от более нагретых участков передаётся менее нагретым. В твёрдых телах этот процесс происходит исключительно путём последовательной передачи тепла от одного слоя к непосредственно сопротивляющемуся с ним второму слою и т.д. Такой механизм передачи тепла называется теплопроводностью.

Чем резче изменяется температура тепла по заданному направлению, тем больше тепла протекает в этом направлении. Иными словами, количество тепла, протекающего в заданном направлении, пропорционально градиенту температур.

Теплопроводность металлов существенно зависит от температуры. Так, с повышением температуры теплопроводность железа и меди падает, а алюминия – возрастает. Большинство легирующих элементов, вводимых в сталь, снижает её теплопроводность.

б) Механизм конвективного способа передачи тепла заключается в том, что жидкость или газ, сопротивляющиеся с поверхностью горячего твёрдого тела, нагреваются, увеличивают свой объем, снижают плотность и поднимаются вверх. На их место поступают холодные слои, которые забирают от нагретого тела свою порцию тепла и, как и предыдущие, удаляются от поверхности источника. Таким образом, в жидкой или газообразной среде устанавливается непрерывный поток, переносящий тепло.

Количество тепла, передающееся через каждый квадратный сантиметр поверхности в 1сек. (удалённый тепловой поток), при конвективном теплообмене в первом приближении пропорционально разности температур источника тепла и среды. Эта зависимость называется правилом Ньютона.