83 (103)

5.4. PĘKANIE ZŁĄCZY SPAWANYCH 83

5.4. PĘKANIE ZŁĄCZY SPAWANYCH 83

t

.3. Starzenie złączy spawanych

Starzenie jest procesem wydzielania się składnika przesyconego z roztworu stałego o rozpuszczalności malejącej wraz z obniżeniem temperatury. W niektórych stopach, np. stalach niestopowych i stopach aluminium, procesy wydzieleniowe zachodzą w temperaturze otoczenia w ciągu kilku miesięcy, a nawet lat; takie starzenie nazywa się naturalnym lub samostarzeniem. Podwyższając temperaturę stopu, można skrócić czas starzenia do kilku minut i taki proces nazywa się starzeniem sztucznym lub przyspieszonym. Efektem starzenia stopów są zmiany ich właściwości, polegające na wzroście wytrzymałości (R_m, R_e), twardości (HV)

1    zmniejszeniu plastyczności (wydłużenia A, przewężenia Z i udamości KV).

W stalach niestopowych na skutek szybkiego chłodzenia SWC rozpuszczony azot (rozpuszczalność N2 w temperaturze 580°C wynosi ok. 0,1 %, a w pokojowej

2    • 10vo) jest prawie w całości zatrzymany w ferrycie. Jego starzeniowe wydzielanie następuje już w niskiej temperaturze przez długi okres. Starzenie jest intensyfikowane obróbką plastyczną stali na zimno, zwiększającą liczbę dyslokacji, ponieważ występujące w roztworze niezwiązane atomy azotu (i węgla) układają się na tych dyslokacjach i blokują płaszczyzny poślizgu. W zakresie temperatury 2(KH-300°C szybkość dyfuzji atomów azotu jest tak duża, że starzenie może nastąpić w ciągu kilku minut, co powoduje znaczny spadek udamości, który jest przejawem i miernikiem skłonności stali konstrukcyjnych do pękania kruchego (patrz p. 6.4.1), zwłaszcza stali nieuspokojonych.

Podatność na starzenie redukuje się przez zmniejszenie ilości azotu w stali i wprowadzanie pierwiastków wiążących wolny azot w trwałe azotki, takich jak np. powszechnie stosowane aluminium. Ilość metalicznego Al w stali powyżej 0,02% świadczy, że stal jest uspokojona i odporna na starzenie. Należy unikać spawania w obszarach zgniotu na zimno elementów ze stali podatnych na starzenie.

5.4.

Pękanie złączy spawanych

Jeżeli jako wyróżnik przy klasyfikacji pęknięć przyjąć czas, w którym następuje pękanie i przyczyny jego powstawania, to pęknięcia w złączach spawanych można podzielić na dwie grupy.

• Pęknięcia technologiczne:

-    gorące (larystalizacyjne, wysokotemperaturowe, nadsolidusowe);

-    zimne (wodorowe, zwłoczne, opóźnione);

-    wyżarzeniowe (pod wpływem obróbki cieplnej, eksploatacji w wysokiej temperaturze);

-    rozwarstwieniowe (lamęlamę).

Powstają one podczas spawania lub po pewnym czasie od jego zakończenia, gdy na złącze nie działają jeszcze naprężenia od obciążeń eksploatacyjnych. Przyczyn pęknięć technologicznych należy upatrywać m.in. w materiale podsta-