Схильність до гарячих тріщин

Титан та його сплави не схильні до утворення гарячих тріщин. Це обу-мовлено сприятливим поєднанням фізико – механічних якостей титану та його

сплавів, а саме малою величиною ливарної усадки в поєднанні з підвищеною

міцністю та пластичністю в ділянці високих температур.

Для титанових швів властивий вузький інтервал кристалізації. Оскільки пла-стичність металу в цьому інтервалі висока, зварні шви титанових сплавів стій-ки проти утворення кристалізаційних тріщин.

. 5.2.3. Схильність до холодних тріщин.

До числа поширених і небезпечних дефектів в зварних конструкціях з ти-танових сплавів відносяться холодні тріщини. Тріщини можуть виникати відразу ж після зварювання, а також після вилежування зварних виробів ( в процесі сповільненого руйнування ).

Холодні тріщини виникають в результаті дії двох несприятливих факторів:

внутрішніх ( зварювальних ) напруг та зменшення пластичності окремих ділянок

зварних з'єднань внаслідок забруднення їх шкідливими домішками – газами. (Н_2,О_2,N₂ ).

Основна причина сповільненого руйнування - виділення водню з твердого розчину з утворенням гідридів титану ТіН₂, ( γ-фаза ), що сприяє крихкості металу ( зниженню ударної в'язкості титану). Утворенню холодних тріщин та-кож сприяє велико кристалічна будова металу шва та ОШС. Вплив водню на

схильність до утворення тріщин зростає при збільшенні вмісту інших домішок

( О₂ та N₂ ) та внаслідок загального зниження пластичності при утворенні крих-ких фаз в процесі охолодження та старіння.

При Т > 350⁰С титан активно поглинає О₂ з утворенням структур укорів-нювання , що мають високу міцність, твердість ( у гр. вища, ніж у титана ) та малу пластичність.

Ті + О₂ = ТіО₂

Поверхневий шар з ТіО₂ має велику твердість. Шар ─ альфований. ( Ки-сень стабілізує α – фазу ).

При Т > 550⁰С титан енергійно розчиняє азот, хімічно взаємодіє з ним,

в результаті чого створюються малопластичні фази вкорінення ( нітриди ) :

:Ті + N₂ = 2Ті₃N

Найбільш схильні до водневого крихкості α – сплави, менш схильні ─ β –

сплави.

Заходи боротьби з холодними тріщинами:

1) обмеження вмісту Н2, О2, N2 в основному та присаджувальному матеріалі.

В ВТ1-00 Н₂ < 0,008%, О₂ < 0,1…0,12%, N₂ < 0,04%

(Зварювальний дріт піддається вакуумному відпалу ).

2) надійний захист зони зварювання та охолодження ділянок від контактів з повітрям ( при Т > 350…400⁰С )

( помітне поглинання водню титаном при Т > 300⁰С )

3) зняття та зменшення залишкових зварювальних напруг з допомогою відпалу

( Т = 670…860⁰С ).

Азот, що знаходиться в титані у вигляді нітридів та елементів проникнен-ня, підвищує твердість та знижує пластичність. Поверхневий шар титану наси-чується підвищеною кількістю N₂ та О₂ ( альфований шар ). Попадання часток

цього шару в зварювальний шов призводить до крихкості металу та утворенню

холодних тріщин.