Материалы и их поведение при сварке. 2-е изд., перераб. и доп.

Введение 8 ЧАСТЬ I. Общие закономерности и особенности металлургии сварных соединений 9 1. Физический принцип сварки. Кристаллизация металла сварочной ванны 9 1.1. Физические принципы образования сварного соединения 9 1.2. Кристаллическое строение и свойства металлов 10 Кристаллическое строение металла 10 Несовершенства (дефекты) кристаллической решетки 12 1.3. Плавление и кристаллизация металла сварочной ванны 14 Самопроизвольная и несамопроизвольная кристаллизация 16 Общие закономерности кристаллизации и формирования первичной структуры металла 17 Химическая неоднородность 19 Особенности плавления и кристаллизации металла сварочной ванны при дуговой сварке 20 1.4. Диаграммы состояния при кристаллизации сплава в сварном соедине-нии…………………………………………………………………………………..22 1.5. Связь между фазовым составом и механическими свойствами спла-вов….38 2. Диффузионные процессы в металлах при сварке 23 2.1. Механизмы диффузии 23 2.2. Самодиффузия и гетеродиффузия 24 2.3. Виды диффузии 24 2.4. Основные законы диффузии 25 Первый закон Фика 25 Второй закон Фика 25 2.5. Диффузионные процессы в формировании структурно-фазового состояния в металлах при сварке 26 3. Характеристика свариваемых и вспомогательных материалов 29 3.1. Классификация конструкционных материалов 29 3.2. Классификация и маркировка сталей 30 3.3. Углеродистые конструкционные стали 32 Низкоуглеродистые конструкционные стали 34 Средне- и высокоуглеродистые стали 34 3.4. Низколегированные и среднелегированные стали 35 Низколегированные низкоуглеродистые конструкционные стали 35 Низколегированные среднеуглеродистые стали 36 Среднелегированные стали 36 Высоколегированные стали 38 3.5. Титановые сплавы 41 3.6. Алюминий и его сплавы 42 3.7. Неметаллические свариваемые материалы. Пластмассы 44 3.8. Вспомогательные материалы, применяемые при сварке 46 Электроды 46 Сварочная и присадочная проволока 50 Флюсы 51 Защитные газы 52 Горючие газы 52 4. Металлургические процессы при сварке 53 4.1. Основные металлургические процессы, протекающие при сварке плавлением 53 Диссоциация газов и соединений 53 Окисление металла при сварке 54 Раскисление металла при сварке 55 Взаимодействие металла с азотом 56 Взаимодействие металла сварочной ванны с водородом 57 Рафинирование металла шва 57 Модификация металла при сварке 58 4.2. Обеспечение стабильности процессов в сварочной ванне 59 Основные факторы, влияющие на стабильность процессов в сварочной ванне 59 Механизм процесса крупнокапельного переноса электродного металла 60 4.3. Особенности металлургических процессов при различных способах сварки 64 Металлургия дуговой сварки под флюсом 64 Металлургия дуговой сварки в активных и инертных защитных газах 65 5. Свариваемость различных конструкционных материалов 67 5.1. Свариваемость сталей 67 Влияние на свариваемость легирующих элементов и примесей 67 Углеродный эквивалент стали 69 5.2. Классификация сталей по свариваемости 69 Группы свариваемости 69 Характеристика свариваемости сталей различных групп 69 5.3. Дефекты сварных соединений 72 5.4. Трещины при сварке. Механизм образования и методы устранения 72 Горячие трещины 73 Холодные трещины 80 5.5. Свариваемость титановых сплавов 82 Поры и холодные трещины при сварке титана 82 5.6. Свариваемость алюминиевых сплавов 83 Сопротивляемость горячим трещинам 83 Оксидные пленки 84 Газовая пористость 84 6. Равнопрочность сварных швов 85 6.1. Равнопрочность сварного соединения 85 6.2. Примеры расчета сварного соединения с учетом равнопрочности 85 7. Основные механические и эксплуатационные свойства сварных соединений. Методы их определения 88 7.1. Основные механические и эксплуатационные свойства металлов 88 7.2. Методы определения механических свойств сварных соединений 89 Определение механических свойств металла отдельных зон сварного соединения 90 Определение механических свойств сварного соединения в целом 95 7.3. Эксплуатационные свойства сварного соединения 99 7.4. Механические свойства сварных соединений при повышенных температурах и методы их испытаний 100 Ползучесть 100 Релаксация 103 7.5. Механические свойства сварных соединений при переменных нагрузках. Усталостная выносливость 103 Литература к части I 106 ЧАСТЬ II. Металловедение и термообработка сварных соединений 109 8. Фазовые и структурные превращения в стали при сварке и последующей термообработке 109 8.1. Диаграмма состояния Fe-C 109 8.2. Основные фазы и структурные составляющие на диаграмме Fe-C 111 8.3. Критические точки в стали: температурные координаты и обозначения 112 8.4. Превращения железоуглеродистых сплавов при медленном охлаждении из расплава 113 8.5. Термический цикл сварки и его влияние на структуру и свойства сварного соединения 116 8.6. Строение зоны термического влияния (ЗТВ) 119 Распределение электродных потенциалов в ЗТВ при стыковом соединении 123 8.7. Образование остаточных напряжений после термического цикла сварки 124 Образование остаточных напряжений после нагрева и охлаждения 124 Образование остаточных напряжений после фазовых превращений 125 8.8. Фазовые превращения в сталях при нагреве, охлаждении и термообработке 126 Рост аустенитного зерна. Наследственно мелкозернистые и наследственно крупнозернистые стали 126 Перлитные превращения переохлажденного аустенита 128 Мартенситное превращение аустенита при непрерывном охлаждении 131 8.9. Влияние легирующих элементов на процессы структурно-фазовых переходов 134 Взаимодействие легирующих элементов с углеродом 135 Влияние легирующих элементов на превращения в стали 136 9. Виды термической обработки 138 9.1. Термическая обработка сплавов 138 9.2. Основные виды термической обработки 138 Отжиг 140 Нормализация 144 Закалка 145 Закалка без полиморфного превращения 146 Отпуск 147 Старение 149 Улучшение 150 10. Термическая обработка сварных соединений различных сталей и сварных конструкций различного применения 151 10.1. Термическая обработка сварных соединений различных сталей 151 Термическая обработка сварных соединений низкоуглеродистых нелегированных сталей 151 Термическая обработка сварных соединений низколегированных сталей 152 Термическая обработка сварных соединений из низколегированных теплоустойчивых сталей 154 Термическая обработка сварных соединений высоколегированных сталей 157 Термическая обработка сварных соединений аустенитных сталей 157 Аустенизация сварных соединений сталей 159 10.2. Общие требования к назначению термической обработки сварных конструкций различного назначения 160 10.3. Оборудование для термической обработки сварных швов 162 11. Фазовые и структурные превращения в сплавах цветных металлов при сварке и последующей термообработке 166 11.1. Фазовые превращения, структура и свойства сварного соединения титановых сплавов 166 Влияние примесей и легирующих элементов на структуру и свойства титановых сплавов 167 Cтруктура шва титанового сплава 172 11.2. Термическая обработка титана и его сплавов 174 11.3. Свойства алюминиевых сплавов 178 Диаграмма состояния алюминиевых сплавов 179 11.4. Строение сварного соединения алюминиевых сплавов 180 Сплавы системы Al-Mn 182 Сплавы системы Al-Cu (дюралюмины) 183 11.5. Термическая обработка алюминия и его сплавов 184 12. Свариваемость разнородных конструкционных сталей и сплавов 187 12.1. Разнородные материалы для сварки. Сварные конструкции из разнородных материалов 187 12.3. Сваиваемость разнородных сталей 191 Диаграмма Шеффлера 192 Основные особенности сварки разнородных сталей 194 12.4. Сварка стали с алюминием и его сплавами 195 12.5. Сварка стали с медью и ее сплавами 197 12.6. Сварка стали с титаном 199 13. Технология наплавки 201 13.1. Классификация способов наплавки 201 13.2. Материалы для наплавки 204 Основной металл 204 Наплавленный металл 205 Флюсы для наплавки 208 Порошки для наплавки 208 Электродные проволоки для наплавки 209 Электродные ленты для наплавки 209 13.3. Выбор состава наплавленного металла для различных видов изнашивания 211 Абразивный износ 212 Газоабразивный износ 213 Гидроабразивный износ 214 Кавитационная эрозия 214 Материалы для наплавки медных сплавов при кавитационной эрозии 216 Термическая усталость 216 Износ при трении металла о металл 217 13.4. Методы легирования наплавленного слоя 217 14. Сварка пластмасс 219 14.1. Виды пластмасс 219 Термопласты 219 Реактопласты 219 Аморфные термопласты 221 Частично кристаллизованные термопласты 222 14.2. Способы получения полимеров 223 Полимеризация 223 Поликонденсация 225 14.3. Физические принципы соединения пластмасс 225 Диффузионно-реологический 225 Химический процесс 226 Литература к части II 227