Ур ФУ Кафедра Технологии сварочного производства Включения Неметаллические

Ур. ФУ Кафедра Технологии сварочного производства Включения Неметаллические Кислородные (Кислородсодержащие) Включения азота Серные Металлические Включения фосфора Карбиды Прочие Включения в металле шва

Ур. ФУ Кафедра Технологии сварочного производства Кислород и кислородсодержащие включения в сварных швах Железо образует 3 оксида: Включения в металле шва

Ур. ФУ Кафедра Технологии сварочного производства Кислород и кислородсодержащие включения в сварных швах формы существования кислорода в металле процесс растворения протекает в несколько стадий: - адсорбция атомов газа поверхностью металла - взаимодействие адсорбированного газа в поверхностном слое с металлом, т. е. образование растворов и химических соединений (хемосорбция) - отвод продуктов хемосорбции в глубь жидкого металла Включения в металле шва капля и ванна: большая разница! 1. В растворенном виде ([Fe 2+02 -], или [Fe]+[O]) (оксиферрит) При Тпл растворимость ≈ 0, 16%; при 1900 К ≈ 0, 25% при 2000 К ≈ 0, 43% при 300 К – тысячные доли %

Ур. ФУ Кафедра Технологии сварочного производства Кислород и кислородсодержащие включения в сварных швах формы существования кислорода в металле 1. В растворенном виде ([Fe 2+02 -], или [Fe]+[O]) (оксиферрит) При быстром охлаждении (при сварке) может образоваться пересыщенный твердый раствор, а вне твердого раствора – не успевшая разложиться закись железа Fe. O. Она войдет в состав легкоплавких компонентов, располагающимся по границам кристаллов. Легирующие элементы влияют на растворимость кислорода, снижая ее. Включения в металле шва

Ур. ФУ Кафедра Технологии сварочного производства Кислород и кислородсодержащие включения в сварных швах формы существования кислорода в металле 2. В виде включений окислов Fe При Т > 845 К – Fe. O; при низких температурах 4 Fe. O = Fe 3 O 4+Fe Включения в металле шва

Ур. ФУ Кафедра Технологии сварочного производства Кислород и кислородсодержащие включения в сварных швах формы существования кислорода в металле 3. В виде включений окислов легирующих элементов Mn. O, Ca. O, Si. O 2, Al 2 O 3, Ti. O 2 и др. ; Комплексные соединения Как правило, оксиды Fe. O – по границам зерен в виде стекловидных игл и поэтому играют роль микронадрезов, а комплексы – в виде легкоплавких ликватов, при высоких температурах образующие жидкие прослойки, а после затвердевания - хрупкие Включения в металле шва

Ур. ФУ Кафедра Технологии сварочного производства Кислород и кислородсодержащие включения в сварных швах формы существования кислорода в металле 4. В виде крупных шлаковых включений 5. В виде пор (газовые включения) 6. В виде окисных пленок Включения в металле шва

Ур. ФУ Кафедра Технологии сварочного производства Кислород и кислородсодержащие включения в сварных швах Включения в металле шва

Ур. ФУ Кафедра Технологии сварочного производства Кислород и кислородсодержащие включения в сварных швах Включения в металле шва

Ур. ФУ Кафедра Технологии сварочного производства Кислород и кислородсодержащие включения в сварных швах Включения в металле шва

Ур. ФУ Кафедра Технологии сварочного производства Кислород и кислородсодержащие включения в сварных швах допустимая пористость недопустимая пористость Включения в металле шва

Ур. ФУ Кафедра Технологии сварочного производства Кислород и кислородсодержащие включения в сварных швах Механические свойства влияние кислорода v снижается коррозионная стойкость v увеличивается склонность к старению v увеличивается хладно- и красноломкость v усиливается рост зерен при нагреве v ухудшается обрабатываемость и ковкость v снижается магнитная проницаемость v снижается электропроводность v шлаковые включения и поры – нарушение сплошности металла Включения в металле шва

Ур. ФУ Кафедра Технологии сварочного производства источники кислорода «нормальные» Основной металл Присадочный металл Защитные газы Сварочные флюсы Электродные покрытия (РДС) Сердечник порошковой проволоки Кислород и кислородсодержащие включения в сварных швах содержание кислорода в исходном металле изделия содержание кислорода в металле проволоки, электродного стержня поступление кислорода при сварке в СО 2, в смесях химические реакции при сварке под кислородсодержащим флюсом химические реакции с участием компонентов электродных покрытий химические реакции с участием компонентов сердечника порошковых проволок Включения в металле шва

Ур. ФУ Кафедра Технологии сварочного производства источники кислорода «ненормальные» – нарушения технологии Загрязнения основного металла Загрязнения присадочного металла Защитные газы Сварочные флюсы Электродные покрытия (РДС) Сердечник порошковой проволоки Кислород и кислородсодержащие включения в сварных швах окалина, ржавчина, мел, влага, органические загрязнения (жир, масло, керосин, краска), защитные покрытия на металле, грат после термической резки окалина, ржавчина, органические загрязнения (жир, масло, керосин, краска) повышенная влажность, низкая температура газа, повышенное содержание кислорода в смесях повышенная влажность флюса, загрязненность флюса повышенная влажность покрытий, загрязненность покрытий повышенная влажность шихты сердечника Включения в металле шва

Ур. ФУ Кафедра Технологии сварочного производства источники кислорода «ненормальные» – нарушения технологии Шлак на поверхности металла перед сваркой Нарушение газовой защиты при сварке Нарушение шлаковой защиты при сварке Кислород и кислородсодержащие включения в сварных швах не удаленные остатки шлака при многопроходной сварке, после установки прихваток нарушения подачи защитного газа, сквозняки в помещении или ветер при сварке на открытом пространстве нарушения подачи флюса, осыпание флюса с изделия при сварке Низкая температура изделия и окружающей среды Включения в металле шва

Ур. ФУ Кафедра Технологии сварочного производства Азотсодержащие включения в сварных швах Азот (N 2) растворяется в основном в металлах, с которыми может образовывать нитриды. В сталях он образует нитриды как с большинством примесей (Ti, Si), так и с железом При сварке в основном образуется Fe 4 N (5, 88%N), а при азотации стали F 2 N (11, 1%N) Включения в металле шва

Ур. ФУ Кафедра Технологии сварочного производства Азотсодержащие включения в сварных швах Азот содержится как в растворенном виде, так и виде нитридов T=865 К: 0, 135% комнатная температура: менее 0, 001% Включения в металле шва

Ур. ФУ Кафедра Технологии сварочного производства Азотсодержащие включения в сварных швах Азот содержится как в растворенном виде, так и виде нитридов При сварке из-за быстрого охлаждения нитриды на успевают образовываться, и получается пересыщенный раствор. При последующем нагреве или вылёживании медленно выпадают нитриды Fe 4 N (старение) со снижением пластичности. При нагреве выше 900 К нитриды диссоциируют. Растворимость азота в железе Включения в металле шва

Ур. ФУ Кафедра Технологии сварочного производства Азотсодержащие включения в сварных швах Нитриды железа Включения в металле шва

Ур. ФУ Кафедра Технологии сварочного производства Нитриды алюминия Al. N Азотсодержащие включения в сварных швах Нитриды титана Ti. N Включения в металле шва

Ур. ФУ Кафедра Технологии сварочного производства Азотсодержащие включения в сварных швах Влияние азота Отличие от влияния кислорода: увеличиваются σв и σ0, 2 Азот – «упрочнитель» v увеличивается склонность к старению v увеличивается хладно- и красноломкость v усиливается склонность к закалке v снижается магнитная проницаемость v снижается электропроводность v снижается склонность к росту зерна Включения в металле шва

Ур. ФУ Кафедра Технологии сварочного производства Азотсодержащие включения в сварных швах Влияние азота v увеличивается склонность к старению v увеличивается хладно- и красноломкость v усиливается склонность к закалке v снижается магнитная проницаемость v снижается электропроводность v снижается склонность к росту зерна Включения в металле шва

Ур. ФУ Кафедра Технологии сварочного производства Перегрев стали 12 ХМ Азотсодержащие включения в сварных швах Перегрев стали 12 ХМЮ с нитридами Al Включения в металле шва

Ур. ФУ Кафедра Технологии сварочного производства Азотсодержащие включения в сварных швах Влияние азота Включения в металле шва

Ур. ФУ Кафедра Технологии сварочного производства Азотсодержащие включения в сварных швах Источники азота Основной металл Присадочный металл содержание азота в основном металле содержание азота в присадочном металле Окружающая среда нарушение защиты от воздуха Включения в металле шва

Ур. ФУ Кафедра Технологии сварочного производства Фосфор и фосфорсодержащие включения в сварных швах Фосфор – вредная примесь Вызывает хладноломкость металла. В сталях образует частично растворимые в феррите фосфиды Fe 3 P или Fe 2 P Может также содержаться в виде твердого раствора Включения в металле шва

Ур. ФУ Кафедра Технологии сварочного производства Фосфор и фосфорсодержащие включения в сварных швах Фосфор – сильноликвирующая примесь Двойная фосфидная эвтектика Fe 3 C+αFe, Fe 3 C+ γ Fe : Тпл ≈ 923 K Углерод усиливает ликвацию фосфора и образует легкоплавкие тройные эвтектики Fe + P + C (Тпл ≈ 1173 K), снижающие прочность и пластичность в ТИХ Включения в металле шва

Ур. ФУ Кафедра Технологии сварочного производства Фосфор и фосфорсодержащие включения в сварных швах Источники фосфора: 1. Фосфор в основном металле 2. Фосфор в присадочном металле 3. Фосфор в электродных покрытиях, флюсах, сердечнике ПП Включения в металле шва

Фосфор и фосфорсодержащие включения в сварных швах Ур. ФУ Кафедра Технологии сварочного производства Удаление фосфора: 1. Окисление фосфора 2 Fe 3 P + 5 Fe. O ↔ P 2 O 5 + 11 Fe 2. Затем – связывание шлаком P 2 O 5 4 Ca. O 2 Fe 3 P ↔ (Ca. O)4 • + 24 Ca. O + P 2 O 5 + 5 Fe. O P O 5 4 Mn. O + P 2 O 5 ↔ (Mn. O)4 • P 2 O 5 ↔ (Ca. O)4 • с Ca. O и Mg. O л P 2 OMn. O 11 Fe + 5 а Fe. O Al 2 O 3 кислые и основные шлаки Включения в металле шва

Ур. ФУ Кафедра Технологии сварочного производства Фосфор и фосфорсодержащие включения в сварных швах Включения в металле шва

Ур. ФУ Кафедра Технологии сварочного производства Фосфор и фосфорсодержащие включения в сварных швах Включения в металле шва

Ур. ФУ Кафедра Технологии сварочного производства Фосфор и фосфорсодержащие включения в сварных швах Включения в металле шва

Ур. ФУ Кафедра Технологии сварочного производства Фосфор и фосфорсодержащие включения в сварных швах Включения в металле шва

Сера и серорсодержащие включения в сварных швах Ур. ФУ Кафедра Технологии сварочного производства Сера – вредная примесь Супер-сильно ликвирующая примесь В сталях образует нерастворимые в феррите сульфиды Fe. S (Тпл ≈ 1468 К) Образует эвтектики Fe. S + Fe (Тпл ≈ 1228 К) 2 Fe. S ∙ Si. O 2 + Fe. S (Тпл ≈ 1253 К) Включения в металле шва

Ур. ФУ Кафедра Технологии сварочного производства Сера и серорсодержащие включения в сварных швах Сера – вредная примесь Вызывает красноломкость металла (горячие, криталлизационные трещины) C и Si увеличивают склонность к ГТ из-за снижения Тпл ликватов Особенно вредна S в коррозионностойких сталях и сплавах Ni Включения в металле шва

Ур. ФУ Кафедра Технологии сварочного производства Сера и серорсодержащие включения в сварных швах Источники серы: 1. Сера в основном металле 2. Сера в присадочном металле 3. Сера в электродных покрытиях, флюсах, сердечнике ПП Включения в металле шва

Ур. ФУ Кафедра Технологии сварочного производства Сера и серорсодержащие включения в сварных швах Десульфурация: v связывание серы в менее опасное соединение v вывод серы в шлак Включения в металле шва

Ур. ФУ Кафедра Технологии сварочного производства Сера и серорсодержащие включения в сварных швах v связывание серы в менее опасное соединение v Мn имеет высокое сродство к сере v Присутствует в большинстве сталей v Образует тугоплавкий (Тпл ≈ 1893 К) и пластичный Mn. S шаровидной формы Включения в металле шва

Ур. ФУ Кафедра Технологии сварочного производства Сера и серорсодержащие включения в сварных швах v связывание серы в менее опасное соединение В конструкционных сталях [Mn]/[S] должно быть > 25 В легированных - выше Включения в металле шва

Ур. ФУ Кафедра Технологии сварочного производства Сера и серорсодержащие включения в сварных швах v связывание серы в менее опасное соединение В конструкционных сталях соотношение [Mn]/[S] должно быть > 25 в зависимости от [C] Включения в металле шва

Ур. ФУ Кафедра Технологии сварочного производства Сера и серорсодержащие включения в сварных швах v вывод серы в шлак [Si] и [Al] ускоряют процесс, причем сера удаляется вместе с кислородом. Это следствие как прямого испарения Al 2 S 3 и Si. S, так и включения ее в состав образующихся шлаковых частиц Включения в металле шва

Ур. ФУ Кафедра Технологии сварочного производства Сера и серорсодержащие включения в сварных швах Включения в металле шва

Ур. ФУ Кафедра Технологии сварочного производства Сера и серорсодержащие включения в сварных швах Включения в металле шва

Ур. ФУ Кафедра Технологии сварочного производства Сера и серорсодержащие включения в сварных швах Включения в металле шва

Ур. ФУ Кафедра Технологии сварочного производства Включения в металле шва