Прычыны халодных расколін пры зварцы

Халоднае парэпанне - гэта больш распаўсюджаны тып парэпання ў зварачнай вытворчасці, які ўзнікае, калі зварны шво астуджаецца да больш нізкай тэмпературы, для нізкалегіраваных высокатрывалых сталей, каля тэмпературы мартэнсітнага пераўтварэння. Тры элемента фарміравання халодных расколін - гэта тэндэнцыя сталі да ўмацавання, утрыманне вадароду ў зварным шве і яго размеркаванне, а таксама напружаны стан зварнога злучэння.

---

I. Схільнасць да загартоўвання

Тэндэнцыя да загартоўкі сталі ў асноўным залежыць ад яе хімічнага складу і ўмоў астуджэння. Чым больш тэндэнцыя да загартоўкі сталі, тым больш верагоднасць узнікнення халодных расколін пры зварцы. Таму што большая тэндэнцыя да зацвярдзення азначае, што зварны шво будзе вырабляць больш мартэнсітнай арганізацыі пры награванні, а дэфармацыйная здольнасць мартэнсіту нізкая, схільная да далікатнага разбурэння. Тэндэнцыя да загартоўкі зварных злучэнняў, у дадатак да хімічнага складу, умоў астуджэння, але і з працэсам зваркі, структура таўшчыні пласціны.

Сярод іх уплыў хімічнага складу на тэндэнцыю да загартоўкі сталі можа быць груба ацэнены з дапамогай метаду вугляроднага эквівалента [2] наступным чынам.

CE (IIW) = C + Mn / 6 + (Cr + Mo + V) / 5 + (Cu + Ni) / 15

Напрыклад, для сталёвых пласцін таўшчынёй менш за 20 мм тэндэнцыя да зацвярдзення не з'яўляецца значнай, калі CE <0,4%.

Метал з вялікай тэндэнцыяй да зацвярдзення будзе ўтвараць вялікую колькасць дэфектаў рашоткі ва ўмовах цеплавога дысбалансу, а ва ўмовах напружання і цеплавога дысбалансу ён будзе ўтвараць крыніцы расколін і нават пашырацца, утвараючы макратрэшчыны.

Калі вадарод прысутнічае ў зварным шве і ў зоне тэрмічнага ўздзеяння, гэта прывядзе да зніжэння яго трываласці і выкліча вадароднай далікатнасці. Мартэнсітна зацвярдзелая тканіна з высокім утрыманнем вугляроду вельмі адчувальная да вадароднай далікатнасці і адчувальнасці да халодных расколін. Максімальная цвёрдасць зоны тэрмічнага ўздзеяння звычайна выкарыстоўваецца ў зварцы для ацэнкі тэндэнцыі да загартоўкі некаторых высокатрывалых сталей.

---

Па-другое, вадарод

Вадарод з'яўляецца адным з важных фактараў, якія выклікаюць адукацыю халодных расколін пры зварцы высокатрывалай сталі, і таму яна мае запаволены характар, звычайна выкліканае вадародам запаволенае расколіна, якое называецца «вадародным расколінам» або «вадародным расколінам». Прычына «затрымкі» заключаецца ў тым, што патрабуецца пэўны час, каб вадарод дыфузаваў у сталі, збіраўся ў мікраскапічных дэфектах, ствараў напружання і расколін.

Чым вышэй утрыманне вадароду ў зварным злучэнні з высокатрывалай сталі, тым больш схільнасць да парэпання, і калі ўтрыманне вадароду перавышае пэўнае крытычнае значэнне, расколіны пачнуць з'яўляцца, памер крытычнага значэння вар'іруецца ад выпадку да выпадку.

Пры дастаткова высокай канцэнтрацыі вадароду ў зоне тэрмічнага ўздзеяння зварнога шва адбываецца далейшае охрупчивание мартенситной тканіны (калі такая маецца) і, такім чынам, утварэнне расколін.

---

Па-трэцяе, стрэсавы стан

Халоднае парэпанне пры зварцы высокатрывалай сталі не толькі залежыць ад тэндэнцыі да загартоўкі сталі, шкоднага ўздзеяння вадароду, але таксама залежыць ад напружанага стану зварнога злучэння, а часам напружаны стан нават гуляе вырашальную ролю. Тэрмічнае напружанне (нераўнамерны нагрэў і астуджэнне), напружанне змены фазы (змена аб'ёму арганізацыі падчас змены фазы) і форма структуры, паслядоўнасць зваркі і г.д. зварнога злучэння могуць утвараць абмежавальную сілу.

Вышэйзгаданыя тры элемента фарміравання халоднага крэкінгу, кожны з якіх мае свой уласны закон, але і ўплываюць адзін на аднаго. Увогуле, зона тэрмічнага ўздзеяння і тэндэнцыя да зацвярдзення металу зварнога шва з'яўляюцца ўнутранымі фактарамі парэпання, у той час як вадарод можа адыграць сваю шкодную ролю ў індукаванні расколін толькі тады, калі ў сталі ёсць адукацыя зацвярдзелай тканіны.