Схильність до гарячих тріщин

Титан та його сплави не схильні до утворення гарячих тріщин. Це обу-мовлено сприятливим поєднанням фізико – механічних якостей титану та його

сплавів, а саме малою величиною ливарної усадки в поєднанні з підвищеною

міцністю та пластичністю в ділянці високих температур.

Для титанових швів властивий вузький інтервал кристалізації. Оскільки пла-стичність металу в цьому інтервалі висока, зварні шви титанових сплавів стій-ки проти утворення кристалізаційних тріщин.

. 5.2.3. Схильність до холодних тріщин.

До числа поширених і небезпечних дефектів в зварних конструкціях з ти-танових сплавів відносяться холодні тріщини. Тріщини можуть виникати відразу ж після зварювання, а також після вилежування зварних виробів (в процесі сповільненого руйнування).

Холодні тріщини виникають в результаті дії двох несприятливих факторів:

внутрішніх (зварювальних) напруг та зменшення пластичності окремих ділянок

зварних з'єднань внаслідок забруднення їх шкідливими домішками – газами. (Н_2, О_2, N₂ ).

Основна причина сповільненого руйнування - виділення водню з твердого розчину з утворенням гідридів титану ТіН₂, (γ -фаза), що сприяє крихкості металу (зниженню ударної в'язкості титану). Утворенню холодних тріщин та-кож сприяє велико кристалічна будова металу шва та ОШС. Вплив водню на

схильність до утворення тріщин зростає при збільшенні вмісту інших домішок

(О₂ та N₂) та внаслідок загального зниження пластичності при утворенні крих-ких фаз в процесі охолодження та старіння.

При Т > 350⁰С титан активно поглинає О₂ з утворенням структур укорів-нювання, що мають високу міцність, твердість (у гр. вища, ніж у титана) та малу пластичність.

Ті + О₂ = ТіО₂

Поверхневий шар з ТіО₂ має велику твердість. Шар ─ альфований. (Ки-сень стабілізує α – фазу).

При Т > 550⁰С титан енергійно розчиняє азот, хімічно взаємодіє з ним,

в результаті чого створюються малопластичні фази вкорінення (нітриди):

: Ті + N₂ = 2Ті₃N

Найбільш схильні до водневого крихкості α – сплави, менш схильні ─ β –

сплави.

Заходи боротьби з холодними тріщинами:

1) обмеження вмісту Н2, О2, N2 в основному та присаджувальному матеріалі.

В ВТ1-00 Н₂ < 0, 008%, О₂ < 0, 1…0, 12%, N₂ < 0, 04%

(Зварювальний дріт піддається вакуумному відпалу).

2) надійний захист зони зварювання та охолодження ділянок від контактів з повітрям (при Т > 350…400⁰С)

(помітне поглинання водню титаном при Т > 300⁰С)

3) зняття та зменшення залишкових зварювальних напруг з допомогою відпалу

(Т = 670…860⁰С).

Азот, що знаходиться в титані у вигляді нітридів та елементів проникнен-ня, підвищує твердість та знижує пластичність. Поверхневий шар титану наси-чується підвищеною кількістю N₂ та О₂ (альфований шар). Попадання часток

цього шару в зварювальний шов призводить до крихкості металу та утворенню

холодних тріщин.