Особенности сварки высоколегированных сталей и сплавов различных групп

Применяются хромистые стали следующих типов:

1. 5-8%-ные мартенситные (Х5М, 1Х8ВФ и др. и 5-8%-ные мартенситно-ферритовые (Х6СЮ и др.) жаропрочные и коррозионностойкие;

2. 8-10%-ные сильхромы мартенситного класса (4Х10С2М, 4Х9С2 и др.)

3. 11-12%-ные мартенситные (1Х12Н2ВМФ и др.) и мартенситно-ферритные (1Х11МФ, 1Х12В2МФ и др.) жаропрочные;

4. 13-, 17-, 25-, 28%-ные мартенситные (2Х13, 1Х17Н2 и др.), мартенситно-ферритные (1Х13 и др.) и ферритные (0Х13, Х17, 0Х17Т, Х25Т, Х28 и др.) жаропрочные, коррозионностойкие и жаростойкие.

Хромистые стали сваривают по двум вариантам:

с применением присадочных вариантов такого же или сходного с основным металлом химического состава; с использованием присадочных материалов аустенитного или аустенитно-ферритового классов. В первом случае сварное соединение отличается структурной однородностью и высокой прочностью после термообработки. Во втором случае отличается структурной неоднородностью, усугубляемой диффузионными процессами, происходящими при эксплуатации изделий в области повышенных температур.

Все хромистые стали сваривают с подогревом. В отдельных случаях отказываются от подогрева:

- низкоуглеродистые ферритные и мартенситные стали толщиной до 8-10 мм удается сваривать без подогрева;

- при использовании аустенитных и аустенитно-ферритных электродов;

- при электрошлаковой сварке.

Чем больше толщина стали и чем выше степень ее легирования, тем выше температура подогрева:

- низкоуглеродистые хромистые ферритные стали толщиной более 10 мм

сваривают с подогревом при температуре 150-180⁰ С;

- жаропрочные мартенситные – до температуры 250-300⁰ С.

При сварке электродами или проволокой, во избежании образования в шве и околошовной зоне холодных трещин после сварки изделие следует подвергнуть высокому отпуску при температуре 750-800⁰ С.

При сварке ферритными швами и при использовании аустенитных электродов отпуск с целью повышения пластичности сварного соединения можно производить не сразу после сварки. Такая сварка применяется при монтажных работах.

Оптимальны механические свойства жаропрочных сталей и их сварные соединения получают после двойной термообработки: закалка или нормализация с последующим отпуском. Длительный нагрев хромистых сталей и сварных швов с содержанием более 15% Cr в интервале температур 400-550⁰ С сообщает им 475-градусную отпускную хрупкость, а в интервале 650-800⁰ С в них образуется s- фаза.

При сварке ферритных хромистых сталей при нагреве металла до высоких температур происходит рост зерна в околошовной зоне, что приводи к потере пластичности металла.

Хромистые ферритные стали подвержены межкристаллической коррозии в околошовной зоне. Отпуск при температуре 730-780⁰ С возвращает стали стойкость против межкристаллитной коррозии. Повышается пластичность металла в околошовной зоне, вызванная перегревом при сварке.

Для предупреждения склонности к коррозии, хромистые стали легируют титаном и снижают в них содержание углерода.