Превращения при нагреве основного металла

Ориентируясь на максимальную температуру нагрева, в сварном соединении сталей можно выделить несколько характерных зон.

Зона 1 – зона фазовых α↔γ превращений.

Зона 2 – зона превращений метастабильного металла (рекристаллизация, отпуск, старение).

В свою очередь зона 1 разделяется на участки первичной и вторичной кристаллизации 1а, полной 1б и неполной 1в перекристаллизации.

На участке перекристаллизации при нагреве происходит переход α→γ или аустенизация. Превращение начинается образованием зародышей аустенита на границах феррит-цементит. Т.к. на межфазных поверхностях возникает несколько зародышей аустенита, аустенизация на первых стадиях ведет к измельчению зерна. Чем дисперсней исходная структура, тем больше образуется зародышей и тем мельче размер начального аустенитного зерна.

Нагрев до высоких температур ведет к росту зерна аустенита. Интенсивный рост зерна начинается после достижения некоторой критической температуры роста зерна Т_рз (930-1100^оС). Т_рз зависит от состава сталей, наличия примесей, методов раскисления и т.д. Легирование элементами, образующими труднорастворимые карбиды, нитриды и другие соединения , способствует торможению процесса роста зерен и увеличивает Т_рз .

Другим процессом, имеющим место при аустенизации, является гомогенизация аустенита. На ранних стадиях аустенизации внутри зерен аустенита имеет место неравномерное распределение углерода, который концентрируется в местах первоначальных участков цементита. За счет диффузии происходит выравнивание концентраций по углероду и другим элементам. Степень г8омогенизации зависит от диффузионной подвижности атомов и времени пребывания при высоких температурах .

На участке неполной перекристаллизации (T_AC1 < T_max < T_AC3 ) происходит частичное или полное превращение участков перлита в аустенит и растворение цементита при сохранении феррита. Если основной металл был в состоянии закалки или отпуска , то происходит разупрочнение.