Тверднення розплаву — Матеріалознавство

Під час розплавляє основний і в рідку зварювальну ванну. Що відбувається далі — вирішує якість шва: розплав твердне за частки секунди, і не абияк, а за чіткими металургійними правилами.

Тверднення завжди починається в найхолоднішому місці — це крайка шва, тобто контакт із ще твердим . Тут, на лінії сплавлення, утворюються перші зародки. Оскільки тепло відводиться назовні, кристали ростуть від обох крайок перпендикулярно до лінії сплавлення у напрямку до середини шва. Виникають довгі, стовпчасті кристали — . У середині шва обидва фронти росту зустрічаються.

Саме це місце — ахіллесова п'ята. Під час зустрічі кристали, що ростуть, штовхають перед собою останні домішки та легкоплавкі складники — вони збираються в центрі як . Ця осьова ліквація — класична зона для та , бо там сконцентровані шкідливі елементи, як-от сірка й фосфор, а шов під час усадки перебуває під напруженням розтягу.

Друга проблема — , тобто температурний діапазон між початком і кінцем тверднення. Чисті метали та евтектики тверднуть за фіксованої температури, сплави — у межах діапазону. Чим ширший цей інтервал, тим імовірніше утворюється кашоподібний перехідний стан, у якому можуть виникати тріщини. Тому деякі сталі (з високим вмістом сірки/фосфору) особливо схильні до тріщин.

У тебе є два важелі проти . По-перше, склад: присадка з трохи (для нержавіючих сталей) або чисті, малосірчисті присадки тримають безпечною. По-друге, геометрія: занадто глибока, вузька зварювальна ванна (глибоке співвідношення проплавлення) змушує кристали рости прямо назустріч один одному й втискати всі домішки в середину. Ширша ванна або погойдування розподіляє фронт тверднення й знешкоджує середину.

Також у прилеглій залежить від тверднення: зварювальна ванна віддає стільки тепла, що поруч укрупнює зерно. Великі зерна м'якші та схильніші до тріщин — ще одна причина тримати під контролем підведення тепла.