Cтруктура и свойства металла сварного шва, модифицированного нанооксидами

Abstract

Приведены результаты исследований структуры и свойств металла швов при вводе в сварочную ванну порошков нанооксидов. Показано, что доля нанопорошков, вносимых в сварочную ванну, не должна превышать 0,5 % в диапазоне рекомендуемых режимов сварки низколегированных сталей. Установлено, что ввод нанооксидов приводит к преимущественному формированию неметаллических включений как в наноразмерном диапазоне 0,07…0,13 мкм так и в диапазоне 0,3…0,8 мкм при этом, в них наблюдается повышенное по отношению к исходным швам содержание углерода, кислорода титана, алюминия и марганца. Показано, что при вводе нанооксида титана 0,5 % снижается содержание хрупких составляющих структуры и увеличивается до 40 % содержание игольчатого феррита, что с одновременным увеличением пределов текучести и прочности приводит к повышению ударной вязкости в 2 раза. Показано, что при модифицировании металла швов нанооксидами титана и алюминия уменьшается интервал кристаллизации, что может свидетельствовать о их действии как модификаторов 2-го рода.

Given are the results of investigation of structure and properties of weld metals at introduction of nanooxide powders into weld pool. It is shown that portion of nanooxides, being introduced in the weld pool, should not exceed 0.5 % in a range of recommended modes of welding of low-alloy steels. It is determined that nanooxides introduction results in formation of mainly non-metallic inclusions in nanosize range of 0.07-0.13mm as well as in 0.3-0.8 mm range. At that increased content of carbon, titanium, oxygen, aluminum and manganese are observed in them in comparison to reference welds. It is shown that introduction of 0.5% titanium nanooxide reduces content of brittle constituents of the structure and content of acicular ferrite rises to 40 %, that results in 2 times increase of impact toughness together with simultaneous increase of yield strength. It is shown that modifying of weld metal by titanium and aluminum nanooxides reduces solidification interval, that can indicate their effect as 2nd type inoculants.