ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 26 № 1 2024 134 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ на рис. 4, где слой 0 – это корневой сварочный шов, слои 1–6 составляют заполняющий слой, а слои 7–8 представляют собой облицовочный слой. Первый слой завершает сплавление корневого шва. Из-за большого количества слоев заполнения вероятность появления брака сильно возрастает. Термические циклы, возникающие во время сварки, характеризуются диапазоном пиковых температур, которые могут изменить микроРис. 3. Зависимость между механической прочностью и ударной вязкостью наплавленных металлов высокопрочных сталей в сравнении с несколькими работами методом SMAW (Submerged Metal Arc Welding) и GMAW (Gas Metal Arc Welding) [4] Fig. 3. The relationship between the mechanical strength and impact toughness of the weld deposit of high strength steels in comparison with several works by SMAW (Submerged Metal Arc Welding) and GMAW (Gas Metal Arc Welding) method [4] Рис. 4. Поперечный микрошлиф кольцевого сварного соединения труб с узкой разделкой кромок [18] Fig. 4. Transverse microsection of an annular welded joint of pipes with narrow edge cutting [18] структуру и свойства ЗТВ по сравнению с основным металлом. Было установлено, что сверхкритические (повторно нагретые выше Ac3) и докритические (повторно нагретые ниже Ac1) области, полученные в результате второго термического цикла, сохраняют свойства ударной вязкости, сравнимые с исходными. Среди всех подзон ЗТВ при многопроходной сварке IC-CGHAZ (т. е. ранее существовавшая CGHAZ, повторно нагретая до температурного диапазона между Ac1 и Аc3 в последующем сварном шве) считается подверженной наиболее значительному ухудшению ударной вязкости [11–18]. Это подтверждается работами авторов [29, 30], и значительное ухудшение IC-CGHAZ связано с наличием блочной составляющей границы зерен мартенсита-аустенита (M-A). Хорошо известно, что ЗТВ является самой слабой частью сварного соединения и определяет безопасность эксплуатации трубопровода. В частности, самая низкая ударная вязкость получена в крупнозернистой микроструктуре ЗТВ [16–19], которая примыкает к линии сплавления сварного шва. Низкая ударная вязкость ЗТВ при низких температурах является основной проблемой, ограничивающей использование высококачественных сталей для трубопроводов [2–4, 11–29]. Описание микроструктур Необходимо признать, что проблемы сварки высокопрочных сталей далеки от решения. Например, известно, что образующиеся в литом металле шва неметаллические включения оказывают два противоположных влияния на ударную вязкость [30]. Во-первых, включения действуют как места инициации вязкого и скалывающего разрушения [29–31], а во-вторых, они могут способствовать образованию игольчатого феррита, который признан оптимальной микроструктурой [31–42]. Одним из основных требований к соединениям трубопроводов является получение металла сварного шва равной или более высокой прочности, чем у основного материала, во избежание локализации деформации или разрушения сварного шва под нагрузкой. Однако также требуется достаточная прочность, которую обычно проверяют с помощью испытаний на удар по Шарпи. Распространенным решением является разра-
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1