Околошовное растрескивание

Cтраница 2

Кроме требований к типу электродных материалов, основной характеристикой свариваемости аустенитных сталей является их склонность к околошовному растрескиванию при сварке, термической обработке и в эксплуатации. Большинство однофазных гомогенных аустенитных кованых и катаных сталей, в том числе широко используемая сталь марки Х18Н10Т, обладают удовлетворительной стойкостью против образования околошовных трещин в условиях сварки. [16]

Пробой, отличной от рассматриваемых типов, является стыковая проба ИЭС [57], в которой склонность к околошовному растрескиванию определяется сваркой разнородного стыка аусте-нитной стали с перлитной. Предполагается при этом, что за счет разности коэффициентов линейного расширения создаются дополнительные остаточные напряжения, которые при чувствительности аустенитной стали к локальным разрушениям вызовут появление трещин в околошовной зоне. С помощью этой пробы оценена склонность к растрескиванию ряда аустенитных сталей, совпадающая в первом приближении с данными других методик. Природа появления трещин в данном случае полностью не выяснена. [17]

Получение оптимальных свойств металла шва в этом термическом состоянии позволяет реализовать также выдвинутые в предыдущем параграфе рекомендации по снижению опасности околошовного растрескивания при сварке за счет использования заготовок с мелким зерном. Последнее достигается в результате проведения аустенитизации заготовок при меньшей температуре, чем это требуется для получения оптимальной жаропрочности сплава. Оптимальный же режим аустенитизации сплава совмещается в данном случае с режимом полной термической обработки сварного соединения и обеспечивает требуемые уровни жаропрочности основного металла и шва. Следует, однако, учесть, что эта технология может успешно применяться для относительно небольших по размерам сварных узлов, в процессе полной термической обработки которых не следует ожидать значительных деформаций. Для крупногабаритных узлов, где эта опасность вероятна, нужно в большинстве случаев ограничиваться проведением термической обработки по режиму двойной стабилизации. [18]

При отсутствии термической обработки ( /) или недоотпуске сварного соединения ( 2) пластичность резко снижается и такие сварные соединения показывают повышенную склонность к околошовному растрескиванию. Она имеет место и при чрезмерно высокой прочности основного металла. [19]

Высокая стойкость их сварных соединений против образования горячих трещин и локальных разрушений обеспечивается введением 0 30 - 0 80 % бора, чем достигается образование боридной эвтектики, подавляющей околошовное растрескивание. Боридные стали и сплавы обладают повышенной по сравнению с материалами аналогичного состава жаропрочностью за счет первичной гетерогенности структуры аустенита и боридов, обладающих высокой термодинамической устойчивостью и низкой степенью диффузионной связи с аустенитной матрицей. Недостатком аустенито-боридных сталей являются их относительно низкие пластичность и вязкость при комнатных температурах. [20]

Результаты выполненных испытаний, показавших преимущество изгиба для определения склонности к локальным разрушениям, совпадают с данными эксплуатации, согласно которым трещины возникают преимущественно в жестких узлах у закреплений, где уровень компенсационных напряжений изгиба наиболее высок. Точно так же и при термической обработке околошовное растрескивание наиболее вероятно в местах резкого изменения сечения с высокими остаточными напряжениями изгиба. [21]

Околошовное растрескивание уменьшается при переходе к методам сварки с меньшей погонной энергией. Оптимальным считается использование электронно-лучевой сварки, при которой, хотя и не устраняется полностью околошовное растрескивание, количество и длина трещин меньше, чем при аргоно-дуговой или ручной дуговой сварке. Перспективным является применение различных методов диффузионной сварки и сварки - пайки сплавов на никелевой основе. По данным В. Н. Столярова 179 ], длительная прочность сварных соединений сплава ЭИ893, выполненных этими методами, может составлять 0 8 - 0 9 от прочности основного металла при отсутствии околошовных трещин. Основной задачей дальнейшего развития этих методов применительно к сплавам на никелевой основе является снижение температуры сварки до 1100 С и менее в целях устранения роста зерна в околошовной зоне. [22]

Зависимость lg 6 - lg v для сварных соединений. [23]

При близком основном составе аустенитной стали склонность к локальным разрушениям ее сварных соединений может быть заметно снижена выплавкой основного металла по совершенной металлургической технологии. Так, если промышленные плавки сталей марок ЭИ695Р, ЭП17 и ЭП184, выплавленные на рядовой шихте, показали низкую пластичность и явно выраженное околошовное растрескивание, то опытно-промышленные плавки, выплавленные более качественно, оказались заметно более пластичными. [24]

Поэтому сплавы, используемые для кратковременной службы в транспортных установках ( ЭИ437Б, ЭИ617, ЭП202 и др.) и имеющие наиболее высокое содержание этих элементов, более склонны к околошовному растрескиванию, чем сплавы, идущие на изготовление стационарных газовых турбин. Введение в сплавы молибдена и вольфрама в некоторой, хотя и небольшой, степени уменьшает склонность к околошовному растрескиванию. [25]

Проведенный анализ механизма околошовного растрескивания при термической обработке и данные испытаний большого числа сталей позволяют наметить мероприятия по устранению этого типа повреждений. Необходимо, во-первых, с использованием результатов испытаний оценить вероятность подобных разрушений и из возможного ассортимента сталей выбрать те из них, которые менее всего склонны к разрушению. Нужно учитывать, что склонность к околошовному растрескиванию при термической обработке свидетельствует и о вероятности локальных разрушений при высокотемпературной эксплуатации. Следовательно, отсутствие трещин при отпуске за счет рационального легирования материала означает и большую надежность изделия в работе. [26]

Поэтому на таких никелевых сплавах практически невозможно получить швы, близкие по составу к основному металлу. Введение в сплавы молибдена и вольфрама несколько уменьшает склонность к околошовному растрескиванию, но полностью не устраняет ее. Благоприятное влияние оказывает также легирование металла ниобием. [27]

Страницы: 1 2