Технология сварки и свойства сварных соединений

Для ферритных сталей назначают подогрев, исходя из значения в исходном состоянии. Обычно Т_кр составляет 150...200 °С (табл. 19). Но подогрев уменьшает скорость охлаждения и увеличивает время пребывания при Т = 475 °С.

В этой связи сварку рекомендуют вести с ускоренным охлаждением. Ускоренное охлаждение повышает пластичность и вязкость сталей с низким уровнем примесей внедрения. Так, у стали типа 01X30, содержащей 0,008 % С и 0,022 % N, после сварки и быстрого охлаждения d > 0,5 %, KCV > 2,8 МДж/м².

В качестве присадочных материалов для РДС, АДС, АрДС преимущественно применяют сварочные электроды и проволоку, обеспечивающие наплавленный металл типа Х25Н13 с аустенитной структурой С (табл. 20). При наличии требований по МКК применяют присадочные металлы, легированные Nb, Ti или Al.

В связи с невозможностью измельчения структуры ферритных сталей термообработкой хрупкость их сварных соединений является необратимой. Отжиг при Т = 760 °С является универсальным для этих сталей. При этой температуре полностью релаксируются остаточные напряжения и устраняется восприимчивость к МКК.

Если при сварке применяются однородные электроды и проволоки с обычным содержанием примесей, то пластичность и ударная вязкость металла шва крайне низкие. Лишь в случае низкого содержания примесей (ЭП882-ВИ, ЭП904-ВИ, аргон и сварочная проволока Св-02Х19Ю3Б) у металла шва могут быть d > 22 % и KCV > 0,5 МДж/м². Ударная вязкость ЗТВ металла сварных соединений этих сталей также составляет не менее 0,5 МДж/м².

Контрольные вопросы к главе 6

1. Каковы общие рекомендации при сварке хромистых сталей?

2. Назовите основную трудность при сварке хромистой стали и укажите, как с ней бороться.

3. Какие трудности возникают при сварке мартенситно-ферритных сталей?

4. Назовите основные трудности при сварке ферритных сталей.

5. Пути повышения стойкости ферритных сталей против МКК.

СВАРКА АУСТЕНИТНЫХ ХРОМОНИКЕЛЕВЫХ

СТАЛЕЙ

Аустенитные хромоникелевые стали сочетают достаточную прочность с высокой пластичностью, коррозионной стойкостью, жаростойкостью и жаропрочностью. Эти стали называют металлами атомного века.

Такое сочетание ценных свойств обеспечивается введением в хромистую нержавеющую сталь никеля, который, нейтрализуя действие хрома как ферритообразователя, способствует получению устойчивой структуры аустенита. Кроме Сг и Ni, в эти стали вводят Ti, Nb, Mn, Al, W, Mo и другие легирующие элементы, которые улучшают свариваемость или эксплуатационные свойства сталей (табл. 21, 22).

Различают 2 группы хромоникелевых аустенитных сталей:

– стали типа 18-10 (Х18Н9Т, Х18Н12М2Т, Х18Н11Б и др.);

– стали типа 25-20 (Х25Н20С2, Х23Н18, Х23Н13 и др.).

Стали типа 18-10 – нержавеющие и кислотостойкие, сохраняют свои свойства до Т = 700...750 °С, а при непродолжительной работе и до более высоких Т. Стали типа 25-20 – окалиностойкие, жаропрочные и могут работать в агрессивной среде при Т = 1100...1115 °C.

По типу легирования и характеру упрочнения аустенитные стали классифицируют на 2 группы:

1. Гомогенные стали, не упрочняемые термообработкой (Х14Н16Б, Х18Н12Т, 1Х16Н13М2Б, 1Х14Н18В2БР и др.), способные длительно работать при Т < 500 °С.

Развитие процессов ползучести гомогенных аустенитных сталей ослаблено вследствие высокого легирования твердого раствора, деформирующего кристаллическую решетку из-за различия в размерах атомов, что повышает внутреннее трение в решетке и сопротивление сдвигу в кристаллите, а также ослабляет диффузию по их объему;

2. Гетерогенные стали, упрочняемые термообработкой (Х12Н20Т3Р, Х15Н18В4Т, 40Х18Н25С и др.), закалкой и старением.

В результате такой термообработки стали образуют карбидные, карбонитридные, интерметаллидные среды, обеспечивающие длительную работоспособность под напряжением при более высоких Т.

Эти фазы не растворяются при длительном высокотемпературном нагреве, являются барьером для движения дислокаций, снижают интенсивность пограничной диффузии и повышают температуру рекристаллизации. Наиболее стабильные фазы Fe₂W, Fe₂Mo, Fe₂Ti и др.

Таблица 21