СВАРКА ЖАРОПРОЧНЫХ ПЕРЛИТНЫХ СТАЛЕЙ
Жаропрочными (теплоустойчивыми) принято называть стали, предназначенные для длительной работы при Т < 600 °С. Они широко применяются для изготовления деталей энергетического, нефтехимического и химического машиностроения.
Это связано с их сравнительно низкой стоимостью и высокой технологичностью, способностью длительно работать под напряжением и при высоких температурах, длительной прочностью, жаропрочностью и стабильностью свойств во времени. Так, сварное соединение в условиях ТЭС и АЭС испытывают термомеханические нагрузки (Т < 600 °С, Р < 25 МПа) в течение длительного времени (15 лет) при наличии коррозионного воздействия и нейтронного облучения.
Высокая работоспособность этих сталей обусловлена оптимальным легированием 0,5...2,0 % Сг, 0,1...0,3 % Мо, 0,1...0,3 % V, а также небольшим количеством редкоземельных металлов и В (табл. 4).
Легирование Сг упрочняет твердый раствор, повышает жаростойкость сталей, предотвращает графитизацию в процессе эксплуатации при Т > 450°С и повышает длительную прочность.
Mo повышает сопротивление ползучести, температуру рекристаллизации железа и его прочность при высоких температурах, способствует образованию упрочняющей фазы Лавеса Fe2Mo. Образование Fe2Mo происходит с уменьшением объема и сопровождается "отрицательной" ползучестью.
V совместно с С обеспечивает упрочнение стали высокодисперсными карбидами VC и способствует стабилизации карбидной фазы как элемент, обладающий высоким сродством к углероду.
Таким образом, жаропрочность этих сталей обусловлена тем, что значительная доля Сг, Мо и V находится в твердом растворе, легируют и упрочняют феррит, затрудняют процессы диффузии и самодиффузии при высоких температурах.
С другой стороны, Сг, Мо и V образуют карбиды, обладающие высокой стойкостью против коагуляции при нагреве.
Оптимальное сочетание механических свойств изделий из перлитных жаропрочных сталей достигается применением нормализации или закалки с последующим температурным отпуском. При этом обеспечивается структура, состоящая из дисперсной феррито-карбидной смеси.
У Cr–M–V сталей наблюдается бейнитная составляющая структуры. Для жаропрочных перлитных сталей sт = 250...35 МПа, sв = 400...500 МПа, d = 15...20 %, y = 30...50 %.
Таблица 4
Химический состав жаропрочных перлитных сталей
Марка стали | Содержание элементов, % | Температура эксплуатации, °С | |||||
C | Si | Mn | Cr | Mo | V | ||
12ХМ | 0,09...0,16 | 0,15..0,30 | 0,4...0,7 | 0,4...0,6 | 0,4...0,6 | – | 450...550 |
15ХМ | 0,10...0,18 | 0,17..0,37 | 0,4...0,7 | 0,8...1,1 | 0,4...0,6 | – | 450...550 |
12Х2М1Л | 0,14 | 0,27 | 0,54 | 2,32 | 1,1 | – | 450...550 |
12Х1МФ | 0,08...0,15 | 0,17..0,37 | 0,4...0,7 | 0,9...1,2 | 0,25..0,35 | 0,15...0,3 | 550...600 |
15Х1М1Ф | 0,12...0,18 | 0,15..0,30 | 0,4...0,6 | 0,9...1,2 | 0,9...1,1 | 0,25...0,35 | 500...600 |
12Х2МФСР | 0,09...0,16 | 0,1...0,3 | 0,3...0,6 | 1,9...2,2 | 0,4...0,7 | – | 550...600 |
Дата добавления: 2016-03-22; просмотров: 729;