OBRABOTKAMETALLOV Vol. 26 No. 3 2024 87 TECHNOLOGY снижается. Общая тенденция по размерам областей ЗТВ выглядит следующим образом: область сварного шва больше зоны термического влияния, которая, в свою очередь, больше зоны основного материала. Эта разница в твердости по сварному стыку и ЗТВ в совокупности отражается в вариациях содержания элементов, микроструктуры и размера зерен в разных микрозонах сварного соединения. Точнее, зона сварного шва обладает наибольшей микротвердостью изза более высокого содержания таких элементов, как Mn и Si, которые играют важную роль в упрочнении твердого раствора. Кроме того, микроструктура зоны сварного шва состоит преимущественно из бейнита и феррита, что также обусловливает наиболее высокую микротвердость. Во время стыковой сварки оплавлением зона нагрева выше температуры 1300° С (WZ) испытала термический цикл с более высокой пиковой температурой и большей пластической деформацией, вызванной движением дислокаций, в результате чего в этой зоне произошла динамическая рекристаллизация и рекристаллизация. Известно, что пластическая деформация, испытываемая в зоне сварного стыка, имела тенденцию к увеличению количества дислокаций, в то время как количество дислокаций имело тенденцию к уменьшению во время динамической рекристаллизации и процесса рекристаллизации. Зона термического влияния имеет микроструктуру, аналогичную зоне основного металла, но относительно меньшие размеры зерен, что приводит к более высоким значениям твердости. Кроме того, после термообработки в режиме отпуска происходит значительное снижение микротвердости по всему сварному соединению. Уменьшается разница в твердости между разными зонами, особенно между зоной термического влияния и зоной основного металла. В сочетании с наблюдением за микроструктурой предполагается, что снижение твердости происходит главным образом за счет частичного распада бейнита и перлита, а также роста областей феррита (рис. 6), обладающих меньшей твердостью, и за счет образования структур отпуска. Анализ кривых растяжения-деформации при испытаниях трубных образцов показал, что окончательное разрушение происходило в зоне основного материала образцов как в условиях термообработки по режиму нормализации с отпуском, так и в условиях режима отпуска. Причин может быть две: во-первых, содержание легирующих элементов в сварочном шве выше, чем в основном металле (как показано в табл. 3), что указывает на более высокую прочность полученного сварного шва по сравнению с прочностью основного металла труб. Во-вторых, крупнозернистая область в зоне термического влияния испытывает упрочнение сплава за счет диффузии элементов из металла шва, в то время как мелкозернистая зона, характеризующаяся малыми и равномерно распределенными размерами зерен, способствует упрочнению в зоне термического воздействия. В результате общая прочность зоны термического влияния выше, чем у основного металла. В ходе исследований показано, что процесс контактно-стыковой сварки оплавлением формирует закалочные структуры типа игольчатого бейнита с твердостью 380 НВ в сварном стыке и ЗТВ, увеличивая прочность, но ограничивая пластичность, как это видно из испытаний на растяжение и оптического микроскопического анализа. Измерения твердости четко подтверждают эти результаты, показывая увеличение твердости в зоне сварного стыка и ЗТВ образцов. Тем не менее при испытаниях на изгиб трещин зарегистрировано не было, но высокая твердость сварного шва перемещает центр изгиба от сварного шва к основному материалу. Значения твердости образцов после сварки несколько увеличились за счет образования бейнита в ЗТВ. Быстрое охлаждение в ЗТВ, где температура (в процессе сварки) была выше Ас3, может способствовать образованию в сварном соединении твердых фаз, таких как мартенсит и бейнит. Значения твердости после сварки составили 310 HВ. Это связано с тем, что микроструктура, полностью преобразованная в реечную, имела высокую плотность дислокаций. Однако поскольку преобладал бейнит, то реечный мартенсит практически не наблюдался. В процессе нормализации происходило восстановление и рост зерна, тогда как значения твердости уменьшались по сравнению с твердостью образца после сварки (рис. 7). После отпуска значения твердости были примерно на 130…150 HВ ниже по сравнению со значениями твердости образца после сварки. На рис. 7 показаны изменения твердости, происходящие в зоне сплавления
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1