Введение
Глава 1. Хрупкие разрушения сварных соединений в металлоконструкциях и пути их предотвращения 12
1.1. Случаи разрушения металлоконструкций 12
1.2. Основные положения механики разрушения
1.2.1. Взаимодействие атомов в кристаллическом теле 14
1.2.2. Теоретическая и практическая прочность кристаллического тела. Разрушение сколом 16
1.2.3. Виды разрушения материалов. Хрупкое разрушение (скол) 20
1.2.4. Переход от вязкого разрушения к хрупкому 22
1.2.5. Вязкое разрушение
1.2.5.1. Зарождение и развитие трещин при наличии в металле инородных частиц или частиц второй фазы 25
1.2.5.2. Остаточные термические напряжения в окрестности включений и требования к неметаллическим включениям в
металле шва с позиции механики разрушения 30
1.3. Формирование структуры металла шва 32
1.3.1. Особенности кристаллизации сварочной ванны при дуговой сварке 32
1.3.2. Способы получения мелкозернистой структуры шва при дуговой сварке 35
1.4. Анализ стабильности механических свойств металла сварных
соединений, изготавливаемых в мостостроительных организациях 38
Глава 2. Разработка методики определения прочности сцепления модификатора с гранулятом 43
2.1. Существующая технология изготовления и применения металлохимической присадки (МХП) при автоматической сварке под флюсом Стр.
2.2. Разработка методики оценки прочности сцепления TiO2 c гранулятом 47
2.2.1. Методика оценки прочности сцепления модификатора с гранулятом 48
2.2.2. Статистическая обработка полученных результатов
2.3. Основные факторы, влияющие на прочность сцепления модификатора с гранулятом 51
2.4. Стабилизация состава МХП методом встряхивания 55
Выводы по главе 2 57
Глава 3. Разработка технологии изготовления металлохимической присадки, обеспечивающей высокую стабильность состава 59
3.1. Выбор рационального смесительного оборудования 59
3.2. Анализ и сравнение существующей и предлагаемой технологии изготовления МХП 62
3.3. Прочность сцепления частиц в МХП при обработке в планетарной мельнице 66
3.4. Сравнение факторов, влияющих на стабильность состава металлохимической присадки, полученной по разработанной и существующей технологии
3.4.1. Коэффициент усвоения модифицирующей добавки поверхностью гранулята 67
3.4.2. Влияние операции встряхивания после смешивания компонентов металлохимической присадки и определение максимального количества модифицирующей добавки, которое можно закрепить на поверхности гранулята 68
3.4.3. Влияние энергии смешивания на гранулометрический состав металлохимической присадки Стр.
3.4.4. Прочность связей между частицами металлохимической присадки, полученной по разработанной технологии 77
Выводы по главе 3 81
Глава 4. Стабильность механических свойств и структура металла шва при сварке с МХП, изготовленной по новой технологии 82
4.1. Сборка и подготовка под одностороннюю сварку стыковых соединений с металлохимической присадкой 82
4.2. Методика проведения механических испытаний 85
4.3. Результаты механических испытаний металла шва и их обсуждение 88
4.4. Фрактографический анализ изломов образцов после испытаний на ударный изгиб 94
4.5. Металлографические исследования металла шва
4.5.1. Результаты макроструктурного анализа 99
4.5.2. Результаты микроструктурного анализа 100
4.5.3. Анализ неметаллических включений в металле шва 108
4.6. Исследование влияния технологии получения МХП на химический состав металла шва 110
4.6.1. Методика и оборудование для анализа химического состава металла шва 110
4.6.2. Обсуждение результатов химического анализа 112
4.7. Оценка термодинамической вероятности протекания окислительно-восстановительных реакций при сварке сталей под флюсом с металлохимической присадкой 113
4.7.1. Анализ тепловой обстановки в сварочной ванне 114
4.7.2. Определение доли участия основного и присадочного металлов в сварном соединении 117
Стр.
4.7.3. Определение объёма и времени существования сварочной ванны 118
4.7.4. Оценка величины межфазной поверхности в системе «шлак-расплав» и «TiO2 – расплав» 120
4.7.5. Термодинамические расчёты металлургических реакций в сварочной ванне и определение наиболее вероятных реакций 122
4.7.6. Исследование механизма взаимодействия TiO2 с металлом сварочной ванны 127
Выводы по главе 4 131
Общие выводы и заключение 133
Список литературы 135
