ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 26 № 3 2024 86 ТЕХНОЛОГИЯ Т а б л и ц а 3 Ta b l e 3 Прочность на разрыв сварных соединений из стали 15Х5М, выполненных с разными параметрами сварки Ultimate strength of 0.15C-5Cr-Mo steel welded joints made with diff erent welding parameters № серии / Series no. 1 2 3 Припуск на этапе искрения, мм / Sparking allowance, mm 12 6 12 Давление осадки, МПа / Upsetting pressure, MPa 120 120 140 Припуск на осадку, мм / Upsetting allowance, mm 18 18 18 Время тока осадки, с / Upsetting current time, s 5 5 5 Предел прочности, МПа, среднее из трех образцов / Ultimate strength, MPa, average of three specimens 398 405 470 свариваемые детали полностью нагреваются, чтобы получить соответствующую способность к пластической деформации. Процесс осадки: после завершения процесса оплавления к соединению была приложена достаточная сила осадки, чтобы закрыть зазор между прилегающими поверхностями и удалить жидкий металл, а также оксидные включения. Стадия осадки наступает, когда два торца сближаются под действием осевой силы с контролируемой скоростью. Между тем в соединении произошла определенная пластическая деформация, что привело к динамической рекристаллизации и рекристаллизации в процессе осадки с образованием прочного соединения. Термические циклы сварки имеют высокие пиковые температуры и высокие скорости нагрева и охлаждения. При увеличении припуска на искрение с 6 до 12 мм скорость нагрева (пиковая температура / время нагрева) снижается. Во время мгновенного нагрева чем больше допуск на вспышку, тем больше времени требуется для достижения пиковой температуры, что приводит к снижению скорости нагрева. В процессе охлаждения время t8/5 увеличивается с 26,0 до 32,5 с, так как припуск на осадку увеличивается с 12 до 16 мм, что можно объяснить увеличением погонной энергии при сварке. При стыковой сварке оплавлением граница раздела обоих образцов труб была нагрета до температуры плавления, большая часть образовавшегося жидкого металла выплеснулась из границы раздела, а оставшийся жидкий металл образовал очень мелкие зерна. Пиковые температуры в ЗТВ находились в диапазоне солидус – ликвидус, поэтому ее ширина также была ограниченна. В зависимости от пиковых температур и микроструктурных характеристик нагретые образцы труб можно разделить на четыре зоны: расплавленную, полурасплавленную, крупнозернистую и мелкозернистую. По результатам металлографических исследований выделим следующие особенности эволюции микроструктуры. Заметное снижение содержания первичного огрубевшего феррита наблюдается в структуре сварного шва после отпускной термообработки. Следует отметить, что блочный первичный огрубевший феррит по границам зерен всегда рассматривается как основной фактор, способствующий быстрому распространению трещин и снижению ударной вязкости. Следовательно, можно предположить, что общие характеристики сварного шва могут быть значительно улучшены. В крупнозернистой зоне термического влияния с правой стороны от линии сплавления часть бейнита подвергается распаду, и характерная пластинчатая структура феррита становится менее отчетливой, что приводит к более однородному распределению микроструктуры. После термообработки (отпуска) сварного стыка размер зерен в мелкозернистой зоне увеличивается за счет распада части перлита, а феррит увеличивается в размерах (рис. 6). В зоне основного металла существенного изменения размера зерен не происходит, но содержание перлита заметно снижается. При анализе результатов рис. 7 установлено, что распределение микротвердости по сварным соединениям в режимах термообработки после сварки «отпуск» и «нормализация + отпуск», отжига и отпускной термообработки существенно
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1