Охлаждения термического цикла сварки

Современное термическое оборудование позволяет осуществлять локальный нагрев сварных соединений с автоматическим контролем параметров процесса сварки и термообработки. Это позволило изучить влияние температуры изотермической выдержки на стадии охлаждения термического цикла сварки на фазовый состав структуры. Так, образцы стали 10Г2ФР после скоростного нагрева токами высокой частоты (t_max = 1350 ⁰С) и охлаждения до 900 ⁰С (τ ^/ = 45 с, τ ^// = 80 с) охлаждали в дальнейшем по различным режимам, с тем, чтобы в соответствии с диаграммой фазовых превращений обеспечить распад аустенита преимущественно в ферритной, перлитной, бейнитной и мартенситной областях (рис. 33).

Рисунок 33 – Диаграмма анизотермического превращения аустенита стали 10Г2ФР в околошовном участке ЗТВ при ω _н=6°С/с: 1 – 5 – ветви охлаждения термических циклов

Результаты исследования показали, что за счет изменения стадии охлаждения термического цикла можно в широких пределах регулировать фазовый состав и структуру околошовного участка ЗТВ сварного соединения. Распад аустенита при 720 ⁰С ведет к образованию феррита практически во всем объеме структуры. При снижении температуры до 520 ⁰С в результате изотермического распада образуется преимущественно перлитная структура. Структурно свободный феррит располагается по границам исходного зерна аустенита. Дальнейшее переохлаждение аустенита до более низких температур приводит к образованию при 580 ⁰С верхнего, а при 520 ⁰С – нижнего бейнита. Охлаждение со скоростью ~ 100 ⁰С/с от 800 ⁰С обеспечивает получение полностью мартенситной структуры.

Приведенные результаты свидетельствуют о существенном влиянии на кинетику превращения аустенита параметров термического цикла сварки – интенсивности и максимальной температуры нагрева. Наряду с параметрами τ ^/ и t_max, которые влияют на кинетику превращения через изменение размера зерна аустенита и степени его гомогенизации, следует учитывать также и параметр τ ^// (τ ^/ и τ ^// – время пребывания металла выше критической точки Ас₃, соответственно, при нагреве и охлаждении).

Понижение температуры ниже температуры критической точки Ac₁, при которой достигается наиболее полное взаимодействие карбидной фазы с твердым раствором, приводит к увеличению критического отношения Ме/С, так же как и увеличение длительности нагрева при заданной температуре, хотя влияние времени менее значительно, чем влияние температуры.