Околошовная трещина
Cтраница 4
Эти стали являются закаливающимися. При дуговой сварке таких сталей в околошовной зоне образуется малопластичная мартенситная структура, способствующая появлению околошовных трещин во время сварки или хрупкому разрушению сварного соединения в процессе его эксплуатации. Только применение специальных мер, которые - значительно усложняют технологию сварки, позволяет получить при обычной дуговой сварке этих сталей качественное сварное соединение. [46]
Причиной их появления служит недостаточность межзерен-ной пластичности основного металла в участке, примыкающем ко шву. Как и в сварном шве, возможен и такой случай, когда очагами для развития подсолидусных околошовных трещин служат кристаллизационные трещины, играющие роль концентраторов растягивающих напряжений. Склонность аустенитной стали или сплава к околошовным трещинам, как будет показано ниже, находится в тесной связи со структурой основного металла. [47]
Символ каждого элемента обозначает максимальное содержание его в металле ( по техническим условиям или стандарту) в процентах. Если углеродный эквивалент Сэк 0 45 %, то для обеспечения стойкости околошовной зоны против образования околошовных трещин и закалочных структур следует применять предварительный подогрев до температуры 100 - 200 С. [48]
Было высказано предположение, что водород, не являясь возбудителем горячих трещин, способен усиливать трещинообразо-вание, вызываемое другими элементами. В этом случае водород, возможно, действует в известной мере так же, как и на околошовные трещины при сварке закаливающихся сталей. Если в шве хро-моникелевой аустенитной стали по какой-либо причине образовались горячие микроскопические трещины, то при избытке в металле шва водорода, последний диффундирует в эти трещины. С понижением температуры атомы водорода ассоциируют в молекулы, внутреннее давление газа в трещинах резко возрастает и микроскопические трещины развиваются в макроскопические. [49]
Важным служебным свойством является свариваемость. Как известно, при сварке сталей типа ЭИ943 ( ОХ24Н28МЗД), Х23Н18, 1Х14Н18В2БР и др. электродуговой выплавки возникают околошовные трещины. Переплав стали, обеспечивая повышение ее чистоты по включениям и газам, снижение серы, улучшает свариваемость. ЭШП для улучшения свариваемости трубных нержавеющих сталей, используемых в тепло - и атомной энергетике. ЭШП также значительно улучшает полируемость нержавеющих сталей. [50]
Это позволяет уменьшить перепад продольных напряжений на границе между швом и основным металлом, а следовательно, снизить вероятность образования продольных околошовных трещин. Следует также максимально ограничивать содержание водорода в металле шва. Это достигается, в частности, при замене переменного тока постоянным и при использовании флюсов сухой грануляции вместо флюсов мокрой грануляции. [51]
 |
Клавишная проба, имитирующая сварное соединение газотурбинного ротора с приваренными к диску лопатками. Трещины в шве вызваны наличием зазоров между лопатками. [52] |
При сварке в околошовной зоне может иметь место проявление так называемого эффекта Ребин-дера [ см. гл. Если в сварочной ванне недостаточно жидкости, чтобы заполнить зазор, возникающий между соседними зернами основного металла, то могут образоваться околошовные трещины. Если жидкости достаточно, чтобы заполнить зазоры между зернами ( кристаллитами в случае сварки литого металла), то трещины не образуются. В этом случае металл шва, проникший в основной металл, затвердевает, не создавая несплошностей между соседними зернами. Из сказанного следует, что появление кристаллизационных трещин в шве может повлечь за собой образование трещин и в околошовной зоне. Но, с другой стороны, и околошовные трещины могут вызвать появление трещин в шве. Зазоры между клавишами вызывают трещины в шве. [53]
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. [54]
Все же наиболее правильным и надежным средством предотвращения околошовных горячих ( кристаллизационных и подсолидус-ных) трещин является, несомненно, повышение чистоты и качества свариваемого металла. Выплавка на чистых шихтовых материалах, строгое ограничение содержания кремния, фосфора и других примесей, электрошлаковый, вакуумно-дуговой, электроннолучевой или иной переплав в водоохлаждаемом медном кристаллизаторе, поставка металла с заданной мелкозернистостью, равнозерни-стостью - вот пути предотвращения околошовных трещин. Требования сварщиков отнюдь не должны смущать металлургов. [55]
Большую опасность для эксплуатационной надежности конструкций представляют околошовные трещины, образующиеся при сварке плавлением высоколегированных сталей и сплавов. Сварщики научились получать качественные швы без трещин при сварке материалов этой группы. Однако значительно труднее предупредить образование околошовных трещин; как будет показано ниже, основная роль в решении этой задачи принадлежит металлургам, а не сварщикам. [56]
Создается своего рода противоречие. С одной стороны, известно, что для достижения высокой жаропрочности требуются стали или сплавы с карбидным или интерметаллидным упрочнением, превосходящие по этому показателю стали или сплавы, представляющие собой нестареющий - твердый раствор. Все средства, направленные на предотвращение околошовных трещин, хоре и и в борьбе с локальным разрушением. Довольно эффективным средством, в частности, является и использование мелкозернистых материалов. Однако радикального решения все эти средства не дают. Выходит, что для избавления JOT локальных разрушений приходится отказаться от использования в сварных конструкциях, работающих длительное время при высоких температурах, аустенитных сталей и сплавов с карбидным или интерметаллидным упрочнением. [57]
Учитывая чувствительность аусте-нитных сталей и сплавов к высокотемпературному нагреву, мы полагали, что свойственный электроннолучевой сварке концентрированный нагрев позволит избавиться от опасных последствий такого перегрева. В отличие от указанных способов сварки при ЭЛС ширина участка перегрева зоны термического влияния сварки измеряется десятыми долями миллиметра. Действительно, при ЭЛС не увидишь околошовных трещин такой большой протяженности, как при дуговой сварке ( рис. 146, а), но микроскопические трещины образуются ( рис. 146, б), и ничуть не реже, чем при дуговой сварке. Опыты показали, что не устраняется и опасность локальных разрушений. [58]
Причиной их появления служит недостаточность межзерен-ной пластичности основного металла в участке, примыкающем ко шву. Как и в сварном шве, возможен и такой случай, когда очагами для развития подсолидусных околошовных трещин служат кристаллизационные трещины, играющие роль концентраторов растягивающих напряжений. Склонность аустенитной стали или сплава к околошовным трещинам, как будет показано ниже, находится в тесной связи со структурой основного металла. [59]
Положительный эффект достигается и в том случае, когда нижележащий слой околошовной зоны подвергается закалке, но без перегрева. Двухслойный стыковой шов, в котором второй слой обеспечил полную перекристаллизацию участка крупного зерна околошовной зоны от первого слоя, показан на рис. 10 - 16, а. Это соединение отличается от обычного ( рис. 10 - 16, б) значительно большей стойкостью против околошовных трещин. [60]
Страницы: 1 2 3 4 5