Природа и причины образования горячих трещин

Горячие трещины при сварке – хрупкие интеркристаллитные разрушения металла шва и ЗТВ, возникающие в твердо-жидком состоянии при завершении кристаллизации, а также в твердом состоянии при высоких температурах на этапе развития межзеренных деформаций. Природа ГТ адекватна природе высокотемпературной хрупкости.

На рисунке приведены типичные кривые, характеризующие изменение прочности и пластичности сплавов при высоких температурах.

		Т

В области нагрева до температур, близких к равновесному солидусу T_S , пластичность и прочность резко падают. При дальнейшем снижении температуры пластичность и прочность снова повышаются.

Рассмотрим процесс кристаллизации из жидкого состояния. На ранних стадиях количество твердой фазы невелико и она свободно перемещается в жидкой. Пластичность будет велика, прочность близка к нулю (жидко-твердое состояние).

По мере роста количества твердой фазы, начиная с некоторой температуры Т_вг , происходит образование твердого каркаса с жидкими прослойками (твердо-жидкое состояние). На ранней стадии каркас способен сопротивляться разрушению, т.е. предел прочности растет. Однако прочность твердой фазы значительно выше, чем у жидкой , и разрушение пойдет по границам зерен. Пластичность металла минимальна.

По мере роста твердой фазы и заклинивания зерен пластичность начинает возрастать, причем растет прочность границ зерен. При некоторой температуре Т_нг разрушение примет транскристаллитный характер, т.е. по объему зерен.

Интервал температур, заключенный между верхней и нижней границами температур хрупкого состояния металла, называется температурным интервалом хрупкости или ТИХ.

Верхняя граница Т_вг – образование каркаса.

Нижняя граница Т_нг – затвердевание ликватов.

Наличие ТИХ обуславливает потенциальную склонность сплавов к ГТ и является необходимым условием и первой причиной их образования.

Вторая причина ГТ – высокотемпературные деформации, развивающиеся вследствие затруднения усадки металла. В качестве критерия используется темп деформации β.

.

Условие зарождения ГТ – темп деформации превышает критический, т.е., исчерпывается запас пластичности в ТИХ. Графическая интерпретация – пересечение кривой деформации ε(Т) с кривой δ(Т) в ТИХ.

Анализ графика позволяет найти пути борьбы с ГТ