Неоднородность структуры металла

Степень развития ячеисто-дендритной химической неоднородности определяется условиями затвердевания (в первую очередь — скоростью охлаждения) и составом сплавов. Зависимость ячеисто-дендритной неоднородности от скорости охлаждения при кристаллизации можно представить в виде кривой с максимумом, соответствующим средним скоростям охлаждения (зона II). При малых скоростях охлаждения (зона I) неоднородность уменьшается за счет диффузионного выравнивания, при больших (зона III) — за счет развития бездиффузионного процесса кристаллизации или механического захвата примеси. В диапазоне реальных скоростей охлаждения литого металла сварных швов (от единиц до сотен градусов в секунду) бездиффузионный механизм кристаллизации не реализуется. Уменьшение степени химической неоднородности, наблюдаемое при увеличении скоростей охлаждения, связано с измельчением элементов ячеисто-дендритной структуры, в результате которого состав литого металла усредняется. Помимо названных видов сегрегации в макрообъемах сварных швов наблюдается распределение примесей слоями, повторяющими форму изотерм. Это явление вызвано изменением скорости роста кристаллитов вследствие неравномерной подачи теплоты в сварочную ванну, периодически нарушающей баланс поступления и отвода теплоты, изменяющей скорость охлаждения. При этом возможны остановка фронта кристаллизации и даже частичное оплавление твердой фазы. Снижение скорости перемещения фронта кристаллизации уменьшает концентрацию примеси в твердой фазе. И напротив, увеличение скорости перемещения фронта кристаллизации способствует возрастанию концентрации примеси по сравнению с равновесной. Слои с повышенным содержанием примеси хорошо заметны в металле шва при дуговой сварке плавящимся электродом и обусловлены каплеобразным поступлением электродного металла, колебаниями ванны, изменениями в скорости движения электрода. Особенно ярко слоистость металла шва выражена при использовании импульсных источников теплоты, когда происходит периодическое плавление и затвердевание сварочной ванны. Металл зоны термического влияния более химически однороден, чем литой металл шва, поскольку в процессе возврата и рекристаллизации не наблюдается существенного перераспределения легирующих элементов и примесей. Основной вид химической неоднородности в металле околошовной зоны — накопление примесей или легирующих добавок по границам зерен.

Генератор ацетиленовый АСП-10