IMG92

Przy określonych koncentracyjnych i temperaturowych warunkach zarodek ferrytu jest zdolny do rozrostu przede wszystkim wzdłuż granic ziaren. Towarzyszy mu dyfuzja Cr, W. Mo i innych ferrytotwórczych pierwiastków do granicy ziaren, a C, Mn, Ni i innych pierwiastków austenitotwórczych od granic ziaren w przylegające do nich obszary austenitu. Wzrost pogranicznej segregacji i pojawienie się na granicach ziaren różnych związków i faz (w tym również łatwo topliwych) można wiązać z nadtapianiem się przygranicznych obszarów i wzbogacaniem przygranicznej fazy domieszkami i pierwiastkami stopowymi. Wzbogacenie to określają współczynniki rozdziału k_(l między fazą stałą i ciekłą.

Przygraniczna koncentracja w temperaturze zbliżonej do temperatury solidus jest ściśle związana z szybkością nagrzewania. Przy bardzo dużych szybkościach nagrzewania w wyniku ograniczonego rozrostu ziaren i dyfuzji domieszek nierównowagowa przygraniczna koncentracja w maksymalnej temperaturze cyklu spawalniczego jest w zasadzie określona początkową przygraniczną koncentracją. Przy średnich (ale jeszcze stosunkowo wysokich) szybkościach nagrzewania może ona wzrastać w wyniku szybkiej migracji granic ziaren. Przy powolnym nagrzewaniu, mimo znacznego rozrostu ziaren, przygraniczna koncentracja może początkowo wzrastać, a następnie obniżać się w wyniku rozpraszania składników segregujących w okresie wolniejszego rozrostu ziaren.

Rozrost ziaren, segregacja domieszek i wydzielanie łatwo topliwych i kruchych faz podczas nagrzewania mogą wywołać międzykrystalicznąkruchość w wysokich temperaturach (pęknięcia gorące) oraz być przyczyną podwyższonej kruchości w niskich temperaturach (pęknięcia zimne, przełom kruchy międzykrystaliczny przy badaniach udarnościowych itp.).

Na nierównowagową koncentrację domieszek na granicach ziaren wpływa nie tylko szybkość nagrzewania, ale również szybkość chłodzenia po przekroczeniu T_m. W wypadku spawania jednym ściegiem i przy napawaniu szybkość nagrzewania jest prawie taka sama jak szybkość chłodzenia. Powoduje to, że podczas spawania z dużymi szybkościami nagrzewania osiągnięta w T_m przygraniczna koncentracja w procesie następnego chłodzenia może się nie zmieniać. Podczas spawania ze średnimi szybkościami nagrzewania możliwe jest zarówno podwyższenie, jak i obniżanie przygranicznej segregacji. Zależy to od:

-    stosunku jej wielkości w temperaturze maksymalnej (T_m) do wielkości w temperaturze,

w której nie jest możliwa dyfuzja (T_d),

-    szybkości chłodzenia,

-    typu domieszek.

Dlatego w wypadku elektrożużlowego spawania (z małymi szybkościami nagrzewania) i spawania łukowego w osłonie argonu (z dużymi szybkościami nagrzewania) różne formy międzykrystalicznej kruchości pojawiają się znacznie rzadziej niż w wypadku spawania łukiem krytym ze średnimi szybkościami nagrzewania.

8.5. Metody badania przemian fazowych przy szybkich cyklach cieplnych

Warunki austenityzowania występujące w SWC w procesie spawania różnią się istotnie od warunków, w których przebiega obróbka cieplna (rys. 8.15). W czasie takiej obróbki temperatury z reguły niewiele przekraczają Ac₃, natomiast czasy wytrzymania są bardzo

402