Obrabotka Metallov 2015 No. 3

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 3 (68) 2015 94 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Т а б л и ц а 2 Результаты испытаний механических свойств образцов со сварными швами Номер образца Материал Растяжение Циклирование Место разрыва σ в , МПа σ, МПа σ / σ в N 1 Сталь 12Х18Н10Т Зона термического влияния и сварной шов 650 549 0,79 4920 2 730 481 0,69 18 340 3 690 414 0,6 70 080 4 Сталь 12Х18Н10Т + нанопорошки Зона термического влияния и сварной шов 660 549 0,8 14 170 5 720 480 0,69 32 927 6 720 411 0,6 46 418 направлением дендритов). Появление на поверх- ности разрушения сотового рельефа свидетель- ствует о малой доле локальной пластической деформации при разрушении, подобный рельеф относится к вязкому разрушению и характерен для пластичных материалов [13, 14]. Усталостные испытания показали, что при максимальных напряжениях цикла, больших 460 МПа, добавки нанопорошков привели к су­ щественному повышению долговечности – коли­ чество циклов до разрушения в 2,8 раза по срав- нению с образцами, полученными сваркой без нанопорошков (рис. 3 и табл. 2). Рельеф поверх- ности разрушения образцов со сварными швами соответствует общепринятому представлению об усталостном изломе: явно выделяются зоны очагов, стабильного развития трещин и долома (рис. 4). Наиболее ярко такие неоднородные из- ломы проявляется при нагрузках менее 460 МПа, когда положительное влияние нанопорошков не выявлено: зоны долома занимают 58 % площади изломов для образцов с нанопорошками и 53 % – без нанопорошков, т. е. практически одинаковы и составляют около половины сечения образцов. При больших значениях максимальных напря- жений в циклах зоны долома на поверхности разрушения образцов с нанопорошками занима- ют 65 %, а без них – 78 %. Учитывая, что доломы для всех испытанных образцов происходят по ме- ханизму вязкого разрушения, т. е. с условно высо- кой работой разрушения, можно предположить, что при напряжениях выше 460 МПа структур- ное состояние материала СШ стали 12Х18Н10Т, сформированное с участием нанопорошков при лазерной сварке, обеспечивает более длительное замедленное (стабильное) развитие усталостных трещин и снижение площади опасного сечения, в котором происходит долом. Рис. 3. Рельеф поверхности разрушения образцов сплава ВТ1-0 со сварными шва- ми после статического растяжения без добавления нанопорошков