filebar
Методические пособия по сварочным работам

Обследование участка оплавления с помощью микроанализатора

Обследование участка оплавления с помощью микроанализатора показало, что содержание меди в оплавленной границе приближается к 35%, а содержание меди в примыкающей к ней периферийной части зерна снижается до 1,3%. При сварке деформированного отожженного сплава с 4% Cu, не подвергавшегося предварительной гомогенизации (рис. 105, в), обнаруживаются аналогичные изменения. Однако в связи с более мелким зерном и более крупными частицами второй фазы в исходном металле менее заметны процессы растворения второй фазы; вместо четко обнаруживаемой оплавленной границы зерна (в сплаве, прошедшем гомогенизацию) в этом случае появляется зона мелких зерен с оплавленными границами.

rn rn

Сварка закаленного и искусственно состаренного сплава. На рис. 106 показана структура металла околошовной зоны соединения, полученного при автоматической аргоно-дуговой сварке закаленного и искусственно состаренного сплава алюминия с 4% Cu, а также графики распределения максимальных температур и микротвердости. Заметное изменение травимости зерен и более четкое выявление их границ наблюдается в участках металла, нагревавшихся в процессе сварки до температуры выше 500° С. По-видимому, это связано с частичной коагуляцией упроч - нителя, выделившегося в объеме зерна и по границам зерен. Однако, судя по равновесной диаграмме состояния системы Al—Cu, при температурах 500° С вместо коагуляции выделившегося упрочнителя должно было бы произойти его дополнительное растворение.

n

Причиной кажущегося несоответствия обнаруженных структурных изменений с равновесной диаграммой состояния является следующее. Д. А. Петров рассматривает три стадии распада закаленного твердого раствора меди в алюминии [54]: 1) до температуры 100° С — образование зон Гинье-Престона; 2) при температурах выше 100°С — образование сверхструктуры; 3) при температурах выше 150—200° С — образование на базе сверхструктуры промежуточной фазы 0 (CuAl2); эта стадия характеризуется выделением упрочнителя из твердого раствора.

rn rn

В связи с низкой температурой процесс распада раствора при искусственном старении происходит в результате перегруппировки атомов меди или перемещения их на небольшие расстояния. Вследствие этого распад раствора при искусственном старении сопровождается образованием очень дисперсных выделений промежуточной фазы 0, распределенных сравнительно равномерно в объеме зерна.

rn rn

Распад раствора при высоких температурах, как, например, при отжиге, происходит в условиях, когда возможна диффузия меди, и поэтому сопровождается образованием более крупных выделений упрочнителя, распределенных менее равномерно. Распад раствора при высоких температурах начинается с появления устойчивых зародышей второй фазы на границах зерна, их развития за счет притока атомов меди из пограничных участков зерна и затем выделения упрочнителя в объеме зерна.

rn rn

Характерными чертами теплового воздействия при сварке является быстрый нагрев металла до максимальных температур и более медленное последующее его охлаждение (см. рис. 85).

rn rn

При сварке искусственно состаренного сплава в период быстрого нагрева до температуры 500° С коагуляция упрочнителя происходить не успевает. Наоборот, начиная с температуры 500° С и выше, возможно даже частичное растворение дисперсных выделений второй фазы. В процессе последующего охлаждения, начиная с температуры 500° С и ниже, начинается высокотемпературный распад твердого раствора, сопровождающийся образованием

rn rn

Зародышей упрочнителя в первую очередь по границам зерна и затем в объеме зерна и их развитием за счет притока атомов меди из окружающего раствора. По мере повышения температуры максимального нагрева увеличивается время существования металла в интервале температур 500—300° С и создаются условия для более полного распада раствора и коагуляции выпавшего упрочнителя. Поэтому по мере приближения к шву постепенно снижается твердость металла, утолщаются границы зерен и резче выявляются светлые оторочки на границах зерен, представляющие собой обедненный медью раствор алюминия.

rn rn

В интервале температур между солидусом и температурой плавления эвтектики наблюдается оплавление границ зерен. Судя по рис. 107, причиной оплавления границ и в этом случае является контактное плавление, развивающееся между частицами CuAl2, выделившимися по границам зерен и твердым раствором меди в алюминии.

Яндекс.Метрика