Металлургические основы сварки молибдена

Прежде чем перейти к описанию различных способов соедине- - . ния молибдена с использованием нагрева, необходимо указать на основные факторы, определяющие механические свойства сварных швов:

1) максимальная температура, достигаемая при сварке;

2) выдержка при средней и максимальной температуре;

3) загрязнения и наличие газов в молибдене;

4) наличие металлических и неметаллических включений;

5) способность металла к деформации;

6) величина остаточных напряжений;

7) состав присадочного металла.

Наибольшее внимание следует уделить пластичности шва, так как опыты показали, что получение шва удовлетворительной прочности не вызывает затруднений, в то время как его пластичность обычно остается -низкой.

Сильное влияние на пластичность молибдена оказывает температура Нагрева. Абсолютные значения пластичности на диаграмме не приводятся, так как они зависят от предшествующей обработки и свойств молибдена в каждом отдельном случае . Пластичность молибдена резко растет в области температур возврата, достигая максимума при температурах, отвечающих полной рекристаллизации, после чего быстро падает до значений, близких к нулю. Примеси сильно влияют на температуру рекристаллизации; так, например, молибден, полученный хлоридным процессом, после деформации со степенью обжатия 87,5% рекристаллизуется при температуре 870°, в то время как порошковый молибден или молибден, полученный дуговой плавкой, рекристаллизуется.

уменьшение предела прочности

при растяжении, но пластичность при этом достигает наивысших значений

Отжиг при температуре 1950—2100° вызывает уменьшение предела прочности при растяжении, но пластичность при этом достигает наивысших значений ; при дальнейшем повышении температуры отжига пластичность снова падает почти до нуля. Указанное повышение пластичности объясняется сфероидизацией главным образом окислов и в меньшей степени карбидов, а последующее понижение —образованием эвтектики молибден—.окись молибдена. Для полного устранения текстуры прокатки молибдена его отжиг производится при температуре 2095°. Длительный нагрев при температуре отжига приводит к смещению влево кривой.

Влияние изотермической выдержки хорошо иллюстрируется серией микроструктур. Указанные микроструктуры относятся к образцам молибдена, полученным пайкой при температуре 1480° (расплавление припоя продолжалось 6 сек.). После пайки образцы выдерживались при температуре пайки в течение 0, 1, 2 и 3 сек. Исследование образцов показало, что степень рекристаллизации молибдена в образце с нулевой выдержкой составляет примерно 20%, в то время как в образцах с выдержкой 2 и 3 сек. имеет место полная рекристаллизация. Показано влияние выдержки при температуре 1465° на угол изгиба образцов из листов толщиной 1,5 мм, полученных прокаткой молибдена трех различных сортов. Из указанных данных и другой работы этих же исследователей видно, что с увеличением степени рекристаллизации вязкость молибдена падает. 

Как отмечалось выше, молибден подвержен переходу из вязкого ТВ хрупкое состояние; существует такая .критическая температура, или интервал температур, ниже которого разрушение происходит практически без пластической деформации. Сайке показал, что эта темпера-' тура зависит от микроструктуры. .Перри исследовал это явление более подробно; он нашел, что чем выше температура отжига или чем больше длительность нагрева, тем выше критическая температура перехода. Последняя зависит также от состава, скорости деформации и эффекта концентрации напряжений. Рекомендуется обработку молибдена давлением производить при температуре 400° и выше.

Быстрая окисляемость молибдена

при высоких температурах дополнительно осложняет процесс сварки

Быстрая окисляемость молибдена при высоких температурах дополнительно осложняет процесс сварки. Кроме хрупкости, вызываемой диффузиеи окислов в металл, процесс окисления сопровождается образованием пор вследствие высокого давления паров трехокиси молибдена и ее летучести при высоких температурах наряду с пониженными прочностными свойствами молибдена.

В зоне А при возрастании температуры вплоть до начала процессов возврата влияние нагрева при обычной длительности сварки невелико, так как в этом случае физических изменений можно ожидать лишь при многочасовом нагреве. В зоне В с пределом температур 950—1250° имеют место возврат и рекристаллизация Они в этой и других зонах нагрева при сварке зависят от количества тепла при сварке и скорости охлаждения после сварки и обусловливаются, таким образому-толщиной пластин и способом сварки Время я температура при этом играют важную роль, и имеются основания считать, что появления хрупкости можно избежать, если длительность выдержки при указанной температуре ограничить одним часом В следующей зоне (С), отвечающей интервалу температур 1200—1950° время приобретает решающее значение, так как хрупкость и рост зерен в этой зоне могут возникнуть в течение минут и даже секунд В области температур 1950-2100° (зона D) имеет место сфероидизация окис-

ной пленки по границам зерен и соответствующее повышение вязкости . В зоне сварки Е — область температур от 2100° до температуры плавления (2625°) — в доли секунды возникает эвтектика (окисел — металл), так что молибден в этой зоне должен обладать высокой хрупкостью. В этой зоне металл сильно загрязняется расплавленным присадочным металлом, но все же соблюдение должных условий позволяет получить шов приемлемой пластичности.

Вредное влияние высокотемпературного нагрева зависит в основном от чистоты молибдена, и поэтому удовлетворительный шов можно получить лишь при сварке молибдена максимальной чистоты наряду с применением надежной техники сварки, высокой скорости охлаждения и чистых защитных газов. В связи с последним следует подчеркнуть, что с помощью ионной или электронной бомбардировки с соседних поверхностей можно освободиться от загрязнения газами. При применении инертной атмосферы предпочтительнее металл электродуговой сварки; также лучше пользоваться чистыми вольфрамовыми электро-дами, чем с примесью оКиси тория или других окислов