Выбор среднелегированных сталей для сварных конструкций.

Для сварных конструкций следует применять марки сталей, обладающими требуемыми механическими свойствами при возможно более низком содержании углерода и легирующих элементов, повышающих восприимчивость стали к закалке.

Следует также ограничивать содержание этих элементов в металле шва. Первостепенное влияние углерода на образование холодных трещин обусловлено тем, что он во многом определяет положение температурного интервала мартенситного превращения аустенита, в свою очередь определяющего как вероятность зарождения холодных трещин, так и их развитие.

Различают две разновидности мартенсита: дислокационный иглообразный, содержащий в иглах только дислокации, и двойниковый пластинчатый, в котором пластины содержат двойники (рис. 10-2). Дислокационный мартенсит образуется при относительно высоких температурах в сталях с низким содержанием углерода(С<0,22%), отличаются повышенной пластичностью и пониженной прочностью. При этом атомные искажения по границам зерен невелики, в связи с чем такие стали в закаленном состоянии менее склонны к замедленному разрушению.

В двойниковом пластинчатом мартенсите, образующемся в углеродистых сталях с повышенным содержанием углерода (C>0,22%), деформация может легко осуществляться только с увеличением плотности упаковки атомов. Поэтому такой мартенсит менее пластичен и более прочен. Он обусловливает возникновение значительных атомных искажений по границам зерен и соответственно увеличивает склонность к замедленному разрушению и образованию холодных трещин в сварных соединениях.

Уменьшения в стали 30Х2Н2М содержания углерода всего на 0.1% в 2 раза повышает ее прочность при длительном нагружении и, следовательно, стойкость против образования трещин (рис. 10-3). Об этом же свидетельствуют эмпирические формулы для определения углеродного эквивалента.

Кроме выбора марки стали в некоторых случаях требуется определить еще и способ ее производства и рафинирования. Например, для особо ответственных сварных конструкций, работающих в тяжелых условиях нагружения (низкие температуры, ударная нагрузка) и изготовляемых из толстых листов (крупных слитков), рекомендуется применять среднелегированные стали, улучшенные дуплекс-прцессом. Этот процесс предусматривает перелив жидкой мартеновской стали из печи с основной футеровкой в печь с кислой футеровкой. Весьма эффективно использование сталей, прошедших электрошлаковой переплавы, особенно в сочетании с дополнительным микролегированием элементами-модификаторами (титаном, цирконием, церием и др.). Как известно, после такого улучшения содержание в стали вредных примесей (серы, фосфора), газов и неметаллических включений уменьшается, а стойкость стали против образования холодных трещин повышается (рис. 10-4).