стемі координат, а температурне поле граничного стану не залежить від часу, координату хm можна знайти з умови, що в точці, що має Тmах, градієнт температур дорівнює нулю:
(7)
звідки і визначають х m. Підстановка tm і xm у відповідні вирази для температур дає можливість обчислити Т m.
Для визначення протяжності ділянок близько шовного зони необхідно на одному малюнку поєднати криву розподілу максимальних температур в поперечному перерізі шва і діаграму стану системи Fe-Fe 3 C (залізо-цементит).
Для визначення максимальних температур в процесі поширення тепла при автоматичній наплавленні валика на масивне тіло скористаємося виразом:
(8)
Застосувавши формулу (8) визначимо розподіл максимальних температур в поперечному перерізі шва. Наприклад, при у=20 мм:
Результати розрахунку зводимо в таблицю 4.
Таблиця 4 - Розподіл максимальних температур в поперечному перерізі шва
у, мм68101214161820Т, ° С19531099703488356275217175
За результатами розрахунку будуємо розподіл максимальних температур в поперечному перерізі зони термічного впливу зварного з'єднання (рис. 5).
Якщо знати максимальні температури нагріву окремих точок зони термічного впливу і швидкість їх охолодження, то, користуючись діаграмою залізо-вуглець, можна визначити, які зміни структури можливі на ділянках зони термічного впливу і навіть приблизно встановити лінійні розміри цих ділянок. Максимальні температури нагріву окремих точок зона термічного впливу можна визначити як експериментально, так і теоретично - на основі теорії поширення тепла при зварюванні, правильно вибравши схему процесу.
Для визначення використовуємо довідник з хімічним складом сталі.
Таблиця 5 - Хімічний склад сталі 35ХВФА
CSiMnNiSPCr0.380.360.60.190.030.0241.16
Еквівалент вуглецю знаходимо за наступною формулою:
, (9)
де, С, Si, Mn, Cr, V, Mo, Ni, Cu, P - процентний вміст елемента в сталі. Зміст міді враховують при Cu0.5%, а фосфору - при Р0,05%.
%
Визначимо протяжність ділянок зони термічного впливу. На малюнку 5 схематично зображений зварний шов, а над ним проводимо криву розподілу максимальних температур для точок зони термічного впливу. Поруч у тому ж температурному масштабі будуємо лівий кут діаграми залізо-цементит. Де вертикальної прямої () показаний склад зварюваного металу. Якщо намітити на даній прямой температурні межі ділянок зони термічного впливу, що має приблизно однакову структуру, то можна перенести ці межі на криву розподілу максимальних температур і потім знести їх вниз, тобто на шов. Таким чином, встановлюють зразкові лінійні розміри ділянок зони термічного впливу.
Зона термічного впливу складається з наступний характерних ділянок (див. рис. 8): 1 - ділянка неповного розплавлення, 2 - ділянка гарту, 3 ділянка неповної гарту, 4 - зона відпустки, 5-основний метал. Розглянемо структуру і властивості кожної з ділянок зони термічного впливу.
Участок 1 неповного розплавлення - тонка перехідна смужка від металу шва до основного металу. Максимальні температури нагріву - від температури плавлення металу до температури солидус. Отже, тут є і рідка і тверда фази, що полегшують розвиток великого зерна.
На даній ділянці відбувається безпосереднє зрощування кристалів металу шва із зерном основного металу. Тому він часто визначає якість зварного з'єднання. Структура ферито-перлітною з окантовкою перлітних виділень Феритний прошарками. Протяжність ділянки - 0,5 мм, температурний інтервал - 1420-1500.
Участок 2 гарту - має структуру дрібно голчастого мартенситу. При недостатній швидкості охолодження або зниженим вмістом вуглецю поряд з мартенситом буде присутній троостіт. При малому вмісті вуглецю в цій ділянці може спостерігатися структура сорбіту. Протяжність ділянки - 3,1 мм, температурний інтервал - 770-1420
Участок 3 неповної гарту - при досить низькому вмісті вуглецю буде мати будову, аналогічне структурі вуглецевої сталі. Ця ділянка має структуру мартенситу і сітки фериту. Протяжність ділянки - 0,3 мм, температурний інтервал - 702-770
Участок 4 відпустки - спостерігається разупрочнение металу, має найбільшу довжину в порівнянні із іншими ділянками. Утворений завдяки тому, що основний метал був попередньо загартований і підданий низькому відпуску для забезпечення високих механічних властивостей. Структура ділянки - троостит і сорбіт. Протяжність ділянки - 8,7 мм, температурний інтервал - 200-702.
5. Визначення структури зварюваного металу по точці, що нагрівається до т=+1350 ° С
Для визначення ...
