Оценка склонности металла к появлению горячих трещин

Горячие трещины - хрупкие межкристаллические разрушения металла шва и околошовной зоны, возникающие в твердо-жидком состоянии в процессе кристаллизации, а также при высоких температурах в твердом состоянии.

Оценка склонности сталей к образованию горячих трещин при сварке:

Склонность легированных сталей (с суммарным содержанием легирующих элементов не более 10%) к горячим трещинам при сварке оценивают по показателю Уилкинсона

HCS = (C[S+P+Si/25+Ni/100]1000)/(3Mn+Cr+Mo+V)            (14)

При сварке сталей с пределом прочности не более 700 МПа при HCS < 4,0 горячие трещины не появляются.

Для высокопрочных сталей (σ_в ≥ 700 МПа) HCS < 1,6....2,0;

при наплавке легированных сталей горячие трещины не образуются, если HCS < 1,7....2,0.

Для оценки трещинообразования высоколегированных хромоникелевых аустенитных сталей и сплавов рассчитывают отношение

Cr_Э/Ni_Э = (Cr+1,37Мо+1,5Si+2Nb+3Ti)/(Ni+3,31Mn+22C+14,2N+Cu)    (15)

Если это отношение более 1,5 при суммарном содержании серы и фосфора не более 0,02%, то горячие трещины при сварке не появятся.

При Cr_Э/Ni_Э < 1,5 и Р + S = 0,02% вероятно появление горячих трещин при сварке рассматриваемой хромоникелевой стали или сплава.

Высоколегированные аустенитно-ферритные стали склонны к горячим трещинам при сварке, если

L = 299C + 8Ni + 142Nb - 5,5(%δ-Fe)²-105 > 0                                 (16)

Технологические и металлургические меры по уменьшению склонности швов к образованию горячих трещин:

· применение режимов сварки, обеспечивающих получение более благоприятной формы шва;

· уменьшение доли участия основного металла в металле шва (разделка кромок, присадочный материал);

· использование основного и сварочного материалов с минимальным содержанием серы, фосфора, углерода и с достаточным содержанием марганца;

· введение в шов модификаторов (титан, алюминий и др.), измельчающих первичную структуру металла шва.