81 (101)

5.2. MIKROSTRUKTURA I WŁAŚCIWOŚCI ZŁĄCZA SPAWANEGO 81

Obszar a - stopienie. Jest to mikrostruktura lanego stopiwa (rys. 5.2 i 5.3a), opisana w p. 5.2.3.

Obszar b - częściowe stopienie. Przylega do bocznej powierzchni spoiny i jest wąski, gdyż tworzy się w zakresie między temperaturą solidusu i likwidusu. Zachodzi w nim przemieszanie stopiwa z materiałem spawanym. W czasie współistnienia fazy ciekłej i stałej występują tu procesy dyfuzyjne łagodzące niejednorodność chemiczną i fizyczną (naprężenia) metali stopiwa i rodzimego. Właściwości plastyczne tego odcinka są niskie.

Obszar c - przegrzanie. Wysoka temperatura (ok. 1100+1400°C) panująca w tym obszarze powoduje rozpad ziaren austenitu, które nie ulegają rozdrobnieniu podczas chłodzenia. Ich wielkość jest zróżnicowana - w pobliżu spoiny są bardzo duże. Jeżeli następuje znaczne przegrzanie austenitu, to może powstać gruboiglasta struktura (rys. 5.3b) o bardzo małej plastyczności i udamości, która jest podatna na pękanie.

Obszar d - normalizowanie. Stal jest nagrzana w zakresie temperatury Ay+\ 100°C. Szybkość chłodzenia w tym obszarze jest zbliżona do odpowiadającej normalizowaniu stali, więc mikrostruktura jest tu bardzo drobnoziarnista (rys. 5.3c),

0    wysokiej plastyczności i jest ona najkorzystniejsza spośród wszystkich obszarów SWC. W stalach niestopowych może wystąpić w tym obszarze struktura fer-rytyczno-perlityczna, a w stalach niskostopowych i o zwiększonej zawartości węgla - struktury hartownicze, tj. drobnoiglasty martenzyt lub bainit.

Obszar e - niepełna normalizacja (częściowe przekrystalizowanie). Powstaje w tej części materiału, która została nagrzana do temperatury w zakresie A3+A1, powodując austenityzację tylko części perlitu i nie wywołując przemiany ferrytu. W trakcie chłodzenia austenit powstały z perlitu rozpada się na drobnoziarnistą mieszaninę ferrytu i perlitu, a zatem w strukturze tej występuje ferryt o wyraźnie zróżnicowanych wielkościach ziaren i drobny perlit (rys. 5.3d). Podczas spawania stali skłonnych do hartowania na tle ferrytu może występować bainit i/lub martenzyt. Plastyczność tego obszaru jest duża.

Obszar f - rekrystalizacja. Występuje w zakresie temperatury ok. 500-*-723°C. W stali po zgniocie plastycznym na zimno (umocnionej) zachodzą w tym obszarze procesy rekrystalizacji, zdrowienia, a jej ziarna zmieniają kształt - ze spłaszczonych na zaokrąglone (rys. 5.30- Obniża się nieznacznie wytrzymałość i zwiększa plastyczność. Stale, które są ulepszone cieplnie, wykazują także obniżenie wytrzymałości na skutek wysokiego odpuszczenia.

Obszar g - struktura niezmieniona. W wyniku procesu cieplnego spawania niektórych stali nieuspokojonych odkształconych na zimno (efekt zgniotu widać na rys. 5.3f) i zawierających wolny azot, już w temperaturze 2(KH350°C mogą zajść niebezpieczne procesy starzenia, których efektem jest obniżenie udamości

1    wzrost kruchości. Ponieważ proces ten zachodzi przy submikroskopowych zmianach mikrostruktury, jego efekty można stwierdzić za pomocą badań udar-nościowych.

W stalach nisko- i średniostopowych, do których można zaliczyć np. niektóre spawalne stale energetyczne i przeznaczone do obróbki cieplej, mikro-