Аустенитность
Cтраница 3
Наиболее надежный метод предотвращения горячих трещин в аустенитных швах заключается в получении двухфазной аустенитно-ферритной структуры. Этот метод ( обеспечение 1 - 5 % ферритной составляющей в структуре шва) может быть использовав только для сварки сталей с относительно небольшим запасом аустенитности. Сварка глубокоаустенитных сталей производится с использованием присадочных материалов, обеспечивающих в швах чисто аустенитную структуру металличе ской основы. [32]
Между тем при отсутствии феррита в сталях и сварных швах они становятся склонными к образованию горячих трещин, а при содержании феррита свыше 3 - 5 % у них появляется охрупчивание при длительной выдержке в диапазоне температур 350 - 500 С, снижение коррозионной стойкости и ухудшение технологичности в процессе прокатки и волочения. Оценку влияния состава стали на содержание в ней ферритной фазы проводят обычно по структурным диаграммам Шефлера или Делонга, при использовании которых содержание б-феррита в металле или глубина его аустенитности находятся по приведенным ( эквивалентным) содержаниям хрома и никеля. Влияние каждого элемента на структуру определяется его концентрацией и постоянным коэффициентом, отражающим ферритизирующее ( Кф) или аустенитизирующее ( Кл. Некоторые исследователи предлагают для одних и тех же элементов сильно отличающиеся друг от друга значения коэффициентов интенсивности их влияния на структуру стали. [33]
Структура мартенсита в сварном соединении не опасна при сварке и в эксплуатации, если правильно выбран способ сварки, присадочный материал, пе нарушены оптимальные условия технологии изготовления сварного изделия, устранены концентраторы напряжения путем создания плавных переходов от шва к основному металлу или созданы благоприятные условия в сварном соединении, снижающие чувствительность к концентраторам напряжения: применение аустенитных присадок или поверхностная обработка путем наклепа. Сварное соединение ненадежно, если шов выполнен низколегированной проволокой, обеспечивающей мартенситно-ферритную структуру шва, или аустенитной проволокой типа Св - 06Х18Н9Т, Св - 13Х25Н18, Св - 08Х20Н10Г6 с малым запасом аустенитности. Такой шов имеет аустенитно-мартенситную структуру ( высокоуглероднстый мартенсит), обладает низкой пластичностью п ударной вязкостью и не надежен в эксплуатации при повторных статических нагрузках. [34]
 |
Распределение остаточных напряжений. [35] |
Одна из причин пониженной свариваемости сочетания перлитной и аустенитной сталей - образование хрупкого мартенситного слоя или карбидной гряды в объеме переходной кристаллизационной прослойки, у которой уровень легирования металла снижается, приближаясь к перлитной стали. Образование этой прослойки объясняется ухудшением перемешивания жидкого металла в пристеночных слоях. При небольшом запасе аустенитности металла шва толщина этой прослойки может достигнуть критической величины, при которой происходит хрупкое разрушение сварного соединения. [36]
Превращение аустенита в мартенсит может иметь место при пластической деформации, особенно если эта деформация происходит при пониженных температурах. Такой распад аустенита под влиянием деформации при низкой температуре может иметь место там, где одно охлаждение не вызвало бы у - - превращения. Поэтому хладостойкие стали должны иметь запас аустенитности при минимальной температуре эксплуатации с учетом дополнительного влияния деформации. [37]
К первой из них относятся наиболее распространенные аусте-нитные стали, у которых содержание основного легирующего элемента - хрома превышает или близко к содержанию никеля. Эти стали могут свариваться аустенптно-феррптнымп сварочными материалами. Вторая группа охватывает стали с повышенным запасом аустенитности, у которых содержание никеля превосходит содержание хрома. [38]
При выборе марки электродной проволоки необходимо учитывать группу аустенитной стали. Аустенитные стали, у которых содержание основного легирующего элемента - хрома - превышает или близко к содержанию никеля, относят к первой группе. Вторую группу составляют стали с повышенным запасом аустенитности, у которых содержание никеля превосходит содержание хрома. При сварке между собой разнородных сталей первой группы применяют аустенитно-фер-ритные электродные проволоки. Легирование аустенитно-ферритного наплавленного металла регламентируется условиями работы изделий и требованиями к термообработке. [39]
В целях экономии высоколегированной стали для изготовления сосудов, аппаратов и трубопроводов, работающих под давлением в агрессивных средах, применяют двухслойную сталь, основной слой которой состоит из низкоуглеродистой или низколегированной стали толщиной 4 - 60 мм, а плакирующий ( облицовочный) - из высоколегированной стали или сплава толщиной 0 7 - 6 мм. При ручной дуговой сварке такой стали делают двухстороннюю разделку и сперва заваривают основной слой электродами УОНИИ-13 / 45 или УОНИИ-13 / 55, при этом стараются не задеть плакирующий слой. После зачистки корня шва со стороны плакирующего слоя заваривают первый слой электродами с повышенным запасом аустенитности, например марки К-ЗМ, а затем заваривают плакирующий слой электродами НЖ-13, СЛ-28 или им аналогичными. [40]
Необходимость жесткой ее регламентации в наплавленном металле определяет преимущественное использование метода ручной дуговой сварки покрытыми электродами типов ЭА-1Ба, ЭА-Щ2Фа, марки ЦТ-26 и др. Состав покрытий этих электродов варьируется в зависимости от плавочного состава электродной проволоки. Применение методов аргоно-дуговой и автоматической сварки под флюсом допустимо при наличии сварочной проволоки с регламентированным исходным количеством феррита. Во всех случаях необходимо исключать возможность получения аустенитной структуры ( без ферритной фазы) в первых разбавляемых аустенитной сталью слоях швов; при этом швы должны выполняться с использованием присадочных материалов, имеющих повышенный запас аустенитности. [41]
Из изложенного можно сделать вывод, что разнородные стали необходимо сваривать с минимальным их проваром. Во многих случаях даже при минимальном проваре для обеспечения допустимого разбавления наплавленного металла необходимо применять соответствующие сварочные материалы. Например, не-аустенитные стали с аустенитными не следует сваривать электродами типа ЭА-1, так как они обеспечивают получение наплавленного металла, содержащего 18 % Сг и лишь 8 % Ni, в связи с чем он обладает весьма малым запасом аустенитности. В данном случае целесообразно применять электроды, обеспечивающие металл шва с более высоким запасом аустенитности. [42]
Из изложенного можно сделать вывод, что разнородные стали необходимо сваривать с минимальным их проваром. Во многих случаях даже при минимальном проваре для обеспечения допустимого разбавления наплавленного металла необходимо применять соответствующие сварочные материалы. Например, не-аустенитные стали с аустенитными не следует сваривать электродами типа ЭА-1, так как они обеспечивают получение наплавленного металла, содержащего 18 % Сг и лишь 8 % Ni, в связи с чем он обладает весьма малым запасом аустенитности. В данном случае целесообразно применять электроды, обеспечивающие металл шва с более высоким запасом аустенитности. [43]
Страницы: 1 2 3