Cтраница 4
Авторы высказали предположение, что в расплаве могут существовать микрогруппировки с упаковками, подобными о. Влияние времени выдержки на структуру расплава обнаружено впервые. С повышением концентрации углерода до 4 5 % увеличивается расстояние между ближайшими атомами железа. [46]
Процесс образования игольчатого троостита отличается от процесса образования феррито-цементитной смеси ( перлита, сорбита. Согласно исследованиям В. Д. Садовского, ведущей фазой при образовании игольчатого троостита является не цементит, как при образовании феррито-цементитной смеси, а феррит, выделяющийся из аустенита в виде игл. Но феррит образуется не с нормальным для него содержанием углерода ( 0 02 % С), а содержит несколько большее количество углерода ( пересыщен углеродом), при дальнейшей выдержке из него выделяется цементит и, таким образом, получается феррито-цементитная смесь. Выделение пересыщенного углеродом феррита приводит к повышению концентрации углерода в нераспавшемся аустените, который к связи с этим становится более устойчивым, и распада его на феррито-цементитную смесь при данной изотермической выдержке не происходит. [47]
Поэтому легкоплавкие соединения металла шва могут стать причиной возникновения кристаллизационных трещин. При сварке углеродистых и низколегированных сталей большую роль в появлении кристаллизационных трещин играет сера, образующая легкоплавкие соединения. Однако влияние серы зависит от вида и количества легирующих компонентов в металле. Большое число экспериментальных данных свиде-тельстеует о том, что появлению кристаллизационных трещин в значительной мере способствует повышение концентрации углерода в металле. При сварке высоколегированных сталей углерод может стать непосредственной причиной возникновения кристаллизационных трещин. В меньшей мере на процесс образования трещин влияет содержание кремния. Особенно кремний способствует этому при сварке аустенитных хромонике-левых сталей. Возрастает склонность металла шва к появлению кристаллизационных трещин и при наличии в металле фосфора. К наиболее распространенным элементам, которые снижают опасность образования кристаллизационных трещин, относятся кислород, марганец и хром. На появление трещин в металле шва влияет также форма сварочной ванны, обусловливающая скорость кристаллизации металла, а также напряженное состояние металла шва. Если сварочная ванна имеет форму, близкую к форме падающей капли, в ее хвостовой части возникают высокие растягивающие напряжения, облегчающие образование трещин. От формы шва зависит и критическое содержание углерода и кремния в металле, при котором возникают кристаллизационные трещины. [48]
На рис. 5 представлено изменение энтропии растворения углерода на всем исследованном интервале концентраций. Увеличение содержания углерода в сплавах сопровождается постепенным уменьшением степени этого превышения. Несмотря на то, что при значениях NC 0 05 коэффициент активности углерода в сплавах становится больше единицы, изменения энтропии при растворении углерода продолжают и в этих интервалах концентраций превышать значения, отвечающие идеальным растворам. По-видимому, это связано с тем, что процесс растворения углерода в жидком железе характеризуется наличием теплового эффекта, который хотя и невелик, однако не может игнорироваться при оценке термодинамических свойств раствора. При повышении концентрации углерода фактические значения & SC убывают быстрее значений, отвечающих идеальным растворам. [49]
Процесс сфероидизации выражается в том, что пластинки цементита стремятся принять шаровую форму, а процесс коагуляции выражается в постепенном исчезновении мелких зернышек цементита и одновременном укрупнении более крупных. Процессы сфероидизации, коагуляции, протекающие одновременно, объясняются следующим. Зернышки цементита окружены ферритом, способным растворять в себе ( правда, в незначительных количествах) углерод. Растворимость углерода в феррите неодинаковая: в участках, непосредственно примыкающих к мелким цементитным зернышкам, концентрация углерода всегда получается выше, чем в участках, примыкающих к более крупным зернышкам цементита. Неодинакова растворимость в феррите и различных граней цементитных пластин. Убыль углерода в первых участках феррита восполняется постепенным растворением в феррите мелких зернышек и узких граней цементитных пластин, а повышение концентрации углерода в участках феррита около более крупных зернышек цементита или около широких граней цементитных пластин вызывает выделение избыточного углерода из феррита в виде молекул цементита и отложение их на более крупных зернышках и на широких гранях цементитных пластин. В результате описанных процессов мелкие зернышки и пластинки цементита постепенно исчезают, а более крупные зернышки постепенно еще более укрупняются. [50]