IMG96

być mała i utrzymana poniżej CST. Spoina w tych warunkach może krzepnąć bez pękania. Pęknięć można również uniknąć, jeśli szybkość chłodzenia -dT/dt zostanie znacznie podwyższona, co zmniejsza -deJdT do wartości poniżej CST. Możliwość ograniczenia skłonności do pękania przez wzrost szybkości krzepnięcia została potwierdzona przez Yanga i wsp. [ 102], którzy uniknęli pękania spoin podczas spawania stopu aluminium 2024 metodą GTAW, kierując strumień ciekłego azotu na spoinę (poza jeziorkiem), co zwiększyło szybkość chłodzenia i krzepnięcia.

7.1.1. Wpływ węgla siarki i fosforu na proces pękania

Podczas krystalizacji stali zawierającej poniżej 0,09% C (rys. 7.8) z cieczy wydziela się ferryt 5, który przy dalszym chłodzeniu przechodzi w austenit. Przy większej zawartości węgla (C > 0,09%) między pierwotnie wydzielonymi kryształami ferrytu 5 a pozostałą cieczą zawierającą0,53% C zachodzi reakcja perytektyczna z utworzeniem austenitu (y) o zawartości 0,17% C. Rozpuszczalność siarki w ferrycie jest znacznie większa niż w austenicie (rys. 7.9). W konsekwencji w stalach, w których zachodzi przemiana perytektyczna, siarka, segregując na pierwotnych granicach ziaren austenitu, może tworzyć z austenitem niskotopliwe eutektyki o temperaturze topnienia 988°C. Pojawienie się eutektyk znacznie rozszerza zakres krzepnięcia i tym samym zakres kruchości wysokotemperaturowej (ZKW), co sprzyja tworzeniu międzykrystalicznych pęknięć krystalizacyjnych. Krytyczna zawartość siarki zależy od zawartości węgla i manganu (rys. 7.10). Im większa jest zawartość węgla, tym przy mniejszej zawartości siarki pojawiają się pęknięcia.

Wpływ siarki i manganu na powstawanie pęknięć podczas krzepnięcia spoiny określa się zwykle na podstawie stosunku Mn/S (rys. 7.11). Z wykresu widać, że mangan częściowo neutralizuje szkodliwy wpływ siarki, przy czym w stalach o większej zawartości węgla stosunek manganu do siarki zapewniający odporność na pękanie musi być znacznie większy.

Rys. 7.8. Fragment układu żelazo - węgiel z przemianą perytektyczną

306