Образование интерметаллидов

Наряду с карбидным упрочнением эффективным путем повышения жаропрочности сталей является интерметаллидное упрочнение. Например γ^' фаза: Ni3Ti (модификация с кубической решеткой), Fe3Ti, Ni3Al, Ni3(TiAl).

Интерметаллиды аналогично карбидам растворяются при высоких температурах и выделяются при охлаждении. То есть, интерметаллидная фаза тоже чувствительна к термическому циклу сваривания и это надо учесть при разработке режимов сварки.

0.23. Взаимодействие металлов со шлаками при сварке

Сварочные шлаки осуществляют также функции:

1) защита жидкого металла от контакта с воздухом;

2) проведение процессов раскисления, легирование и рафинирование металла;

3) улучшение теплового режима сварки путем снижения скорости охлаждения металла;

4) поддержание устойчивости процесса сварки;

5) обеспечение правильного формирования металла шва.

0.23.1. Состав и свойства шлаков

Шлаки представляют собой сплав различных оксидов и солей, который имеет пониженный по сравнению с жидким металлом удельный вес и, поэтому, располагается в основном на поверхности металлической ванны.

1. Химические свойства шлака определяются степенью кислотности:

(4.20)

1) кислый при n > 1;

2) основной при n < 1 – раскисляющее действие, т.е. перевод из сварочной ванны в шлак растворенных в ней окислов металлов.

(МеО)осн + (МеО)кисл ↔ (МеО)осн ·(МеО)кисл (4.21)

2. Физические свойства шлаков.

1) Температура плавления Тпл.шл.. Для шлаков нет резкой границы от твердого состояния к жидкому. За температуру плавления условно принимают температуру, при которой шлак начинает растекаться по поверхности свариваемого изделия. Оптимальная температура плавления шлака должна быть немного ниже температуры солидуса твердого сплава (для стали – ниже на 200-300^о). Если Т_пл.шл > Т_опт, то шлак растекается не полностью и плохо защищает сварочную ванну, если Т_пл.шл < Т_опт, то шлак сильно растекается, оставляя свариваемые кромки незащищенными.

2) Вязкость η.

Рис. 4.5. Зависимости вязкости шлаков от температуры:

1 – «короткий» шлак η (1200 – 1400°) ≈ const; 2 – «длинный» шлак

Длинные шлаки обычно кислые, силикатные не кристаллизуются, а переходят в стекловидную аморфную массу. Они менее активны по отношению к металлу и отличаются худшими формирующими свойствами.

3) Коэффициент поверхностного натяжения – чем меньше коэффициент поверхностного натяжения на границе жидкий металл – шлак, тем лучше формируется сварной шов.

4) Плотность – чем ниже плотность, тем лучше удаляется шлак из сварочной ванны.

5) Газопроницаемость – способность пропускать выделяющиеся из металла газы. Если у шлаков плохая газопроницаемость, то на поверхности металла создается повышенное давление газов, препятствующее их дальнейшему выделению, приводя к пористости в сварном шве. Густые шлаки обладают плохой, а маловязкие подвижные шлаки – высокой газопроницаемостью.

6) Электропроводность – играет положительную роль (при ЭШС), и отрицательную роль (при сварке под флюсом и при сварке покрытым электродом), поскольку шунтируется ток дуги.

Для сварки более желательны маловязкие, легкоподвижные, быстрозатвердевающие шлаки – короткие, основные шлаки.

0.23.2. Взаимодействие между расплавленным металлом,