Зубер Т. О. Вплив кінетики розпаду аустеніту на структуроутворення та механічні властивості зварних з’єднань високоміцних вуглецевих сталей.

Для виготовлення зварних металоконструкцій корпусів машин використовуються високоміцні сталі. Формування в металі зони термічного впливу зварних з’єднань гартівних мартенситних структур призводить до погіршення механічних властивостей та впливає на схильність до крихкого руйнування. Робота присвячена визначенню впливу кінетики розпаду аустеніту на особливості структурно-фазових перетворень в металі зони термічного впливу зварних з’єднань високоміцних вуглецевих сталей з вмістом вуглецю 0,12…0,74 мас. %. За допомогою системи імітації термічного циклу зварювання Gleeble 3800 побудовані термокінетичні діаграми розпаду аустеніту, установлені більш точні температури початку та кінця утворення фаз при різних швидкостях охолодження високоміцних вуглецевих сталей. Встановлено зв'язок між вмістом вуглецю, температурами фазових перетворень та структурою: для сталей різного призначення збільшення вмісту вуглецю в кожній групі (будівельні: до 0,12...0,19%С, спеціальні: до 0,26...0,31%С, залізничні: до 0,58...0,74%С) знижує температури фазових перетворень на 40…60°С, що впливає на збільшення утворення критичної частки гартівних структур, які призводять до погіршення механічних властивостей. В будівельних сталях фазові перетворення проходять двохстадійно, спочатку за дифузійним механізмом з утворенням феритно-перлітних структур при швидкості охолодження до 10°С/с, а потім бездифузійним – з утворенням гартівних структур при швидкостях охолодження вище 15°С/с. В спеціальних сталях – за дифузійним механізмом з утворенням феритно-перлітних структур при швидкості охолодження до 7°С/с та бездифузійним механізмом з формуванням бейнітних і мартенситних структур різної морфології при швидкості охолодження вище 10°С/с. В залізничних сталях перетворення відбувається за дифузійним та зсувним механізмом в феритно-перлітній області з утворенням троостито-мартенситних структур при швидкості охолодження 5…30°С/с. Встановлено оптимальні параметри термічного циклу зварювання при швидкості охолодження 5…20°С/с, що забезпечує формування ферито-перлітних структур для залізничних сталей та бейніто-мартенситних для будівельних та броньових сталей при запобіганні утворення холодних тріщин в металі зони термічного впливу високоміцних вуглецевих сталей з вмістом вуглецю 0,12…0,74%. Визначено, що для забезпечення міцності та пластичності всього зварного з’єднання шляхом формування оптимальної структури високоміцних вуглецевих сталей зварювання рекомендовано проводити при швидкості охолодження металу зони термічного впливу 5…10°С/с для сталі Naxtra 700, а для всіх інших сталей швидкість охолодження становить 10…20°С/с із застосовуванням попереднього підігріву вихідного металу до температур 200°С.