Межкристаллитная коррозия сварных соединений
Межкристаллитная коррозия (рис. 40) наблюдается:
– в основном металле на некотором удалении от шва;
– в металле шва;
– непосредственно у границы сплавления (ножевая коррозия).
Рис. 40. Схема МКК в основном металле | Причины, вызывающие развитие МКК на различных участках сварного соединения, различны. Появление очагов коррозии на участке 1 связано с длительным пребыванием металла при Т=450...850°С и выпадением из аустенита комплексных карбидов, обедняющих хромом периферийные участки зерен аустенита. Это приводит к его разрушению по границам зерен. | ||
Рис. 41. Зависимость МКК от температуры и времени нагрева | Наименьшее время выдержки, необходимое для того, чтобы металл приобрел чувствительность к МКК, лежит в интервале Т = 650...700 °С. Отвечающее этому интервалу время называется критическим (tкр) (рис. 41). Как ниже, так и выше указанных температур увеличивается время, нужное для появления в металле чувствительности к коррозии. | ||
При Т > 850 °С структурных изменений, способствующих появлению МКК в металле, вообще не наблюдается, так как при длительной выдержке Сг успевает продифундировать из центра зерна к периферии. Для увеличения стойкости против МКК необходимо:
· увеличить tкр;
· уменьшить в стали содержание углерода (< 0,03 %);
· легировать сталь более сильными карбидообразователями, чем Сг (Ti, С, NbC, VC). Тогда при содержании углерода больше предела его растворимости в аустените (0,02 %) углерод выделится не в виде карбидов хрома, а в виде карбидов TiC, NbC, но при этом повысится прочность и понизится пластичность стали;
· получить 2-х фазную А–Ф структуру (долегирование металла шва элементами-ферритизаторами);
· обеспечить высокие скорости охлаждения в области критических температур (500...800 °С) при сварке;
· провести гомогенизирующую термообработку (закалку или стабилизирующий отжиг).
Избежать появления МКК в ЗТВ позволяет:
1. Закалка на гомогенный твердый раствор. При нагреве под закалку (выше линии SE) выпавшие карбиды хрома растворяются в аустените. Последующее быстрое охлаждение позволяет получить однородный аустенит.
2. Стабилизирующий (диффузионный) отжиг. Нагрев при Т=850...900 °С в течение 2...3 часов с последующим остыванием на воздухе. Карбиды в этом случае выпадают более полно, но за счет диффузионных процессов содержание хрома в объеме зерна аустенита выравнивается и металл становится нечувствительным к МКК.
3. Режим сварки, исключающий перегрев металла (сварка с малой погонной энергией, искусственное охлаждение металла ЗТВ).
МКК в металле шва обусловлена наличием карбида хрома по границам зерен или низкой стойкостью металла к воздействию опасных температур в процессе эксплуатации сварного соединения.
Если С £ 0,02...0,03 %, то карбиды выпадать не будут (предельная растворимость), но практически С = 0,08...0,12 %. Наличие первичного феррита в аустенитном шве увеличивает стойкость к МКК, так как феррит имеет менее компактную упаковку атомов в кристаллической решетке, в связи с чем подвижность атомов Сг и С в ГЦК-решетке g–железа ниже, чем в ОЦК-решетке a–Fe.
Поэтому карбиды хрома располагаются по границам ферритных участков, где сосредоточиваются места обеднения хромом. Химические нестойкие участки перемешиваются здесь с химическими стойкими зернами, служащими своеобразным барьером против проникновения агрессивной среды. Следует также иметь в виду быстрое восстановление необходимой концентрации хрома в обедненных участках за счет высокой скорости диффузии хрома в феррите.
Для устранения МКК применяют диффузионный отжиг, вводят в металл шва активные карбидообразователи или создают аустенитно-ферритную структуру.
Дата добавления: 2016-03-22; просмотров: 1075;