Obrabotka Metallov 2018 Vol. 20 No. 3

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 20 No. 3 2018 127 MATERIAL SCIENCE ных соединений, полученных без ультразвуко- вого воздействия, наблюдалось вблизи оси шва и составляло в среднем 3300…3500 МПа. По мере продвижения от центра шва к основному металлу твердость понижалась и постепенно достигала твердости холоднокатаной низко- углеродистой стали. Обращает на себя внимание снижение твердости на оси шва на 500 МПа, ко- торое проявилось на всех образцах. Причиной этого может быть пониженная плотность метал- ла в стыках дендритов, растущих к центру. Такую же микротвердость имели образ- цы сварных швов, полученные с наложени- ем ультразвукового воздействия. Аналогично предыдущему случаю наблюдалось снижение твердости на оси шва на 500 МПа, причиной которого является стыковая линия сросшихся дендритов. Результаты оптической и растровой электрон- ной микроскопии показали, что микроструктура сварного шва у всех исследованных образцов представляла собой последовательность отли- чающихся по морфологическим признакам кри- сталлических зон различной протяженности. Вблизи оси сварного шва наблюдалась зона с дендритным строением, что позволяет интер- претировать ее как зону первичной кристалли- зации, где произошло затвердевание жидкого металла (рис. 4, a ). Величина измеренной твер- дости металла в этой зоне близка к значениям твердости промежуточных фаз, образующихся при распаде аустенита низколегированной угле- родистой стали. В ряде исследований показано, что образующиеся промежуточные фазы отно- сятся к мартенситному или бейнитному типу в зависимости от скорости теплоотвода из зоны кристаллизации [16]. В микроструктуре этой зоны присутствуют ферритные зерна с внутрен- ней реечной структурой (рис. 4, б ), длина реек достигала 20…40 мкм, пространство между рей- ками было заполнено прослойками вторичных фаз (остаточный аустенит, цементит и др.). За зоной кристаллизации располагался уча- сток металла, не претерпевшего полного рас- плавления, но все же находившийся в контакте с расплавом металла шва. Микроструктура этой зоны шва состояла из ферритно-перлитной сме- си с равноосными ферритными зернами, разме- ры которых не превышали 10 мкм. На рис. 5, а представлена эта зона, примыкающая к зоне сплавления с дендритной структурой. Участ- ки перлита располагались неравномерно в виде «островков», структура его была чрезвычай- но дисперсной и не разрешалась при больших увеличениях. Характерным для зоны перехода является наличие игольчатой видманштеттовой структуры, образующейся преимущественно по границам зерен феррита (рис. 5, б ). Рис. 4. Микроструктура зоны кристаллизации лазерного соединения полосы, толщиной 2,5 мм из стали 09Г2С: а – оптическая микроскопия; б – РЭМ-изображение Fig. 4. Microstructure of the crystallization zone in laser welded joint of 13Mn6 sheet steel 2.5 mm in thickness: a – optical microscopy; б – SEM image а б