Свариваемость теплоустойчивых сталей

При сварке сталей плавлением в Ме сварного соединения происходит ряд процессов: нагрев, плавление, кристаллизация, фазовые превращения, структурные изменения, упругие и пластические деформации, диффузия элементов и т.д. Все эти процессы приводят к получению св. соединений в той или иной степени отличающуюся от основного Ме по мех свойствам, хим составу, структуре, сопротивление хрупкому разрушению, длительной прочности, ползучести коррозионной стойкости и т.д. Поэтому под свариваемостью понимают сопротивляемость Ме шва и ОШЗ образованию трещин и степень соответствия свойств сварных соединений относительным свойствам основного Ме. Наибольшей трудностью при сварке теплоустойчивых сталей является обеспечение стойкости против образования холодных трещин. Под холодными трещинами принято понимать трещины образующиеся в сварных соединениях ниже 200˚С, так в процессе сварки, так и по истечению некоторого времени. Хол трещины в св-ных соединениях отсутствуют когда w_охл≤w_доп, где w_охл скорость охлажден Ме сварного соединения в интервале температур min устойчивости аустенита; w_доп допустимая скорость охлаждения. Скорость охлаждения при сварке определяет структуру Ме ЗТВ и шва, и поэтому оказывает существенное влияние на образование холодных трещин. Во многих случаях отношение w_охл≤w_доп гарантирует устойчивость сварных соединений против образования холодных трещин. Однако w_охл не является единственным фактором влияющим на процесс образования холодных трещин. На процесс образования холодных трещин одновременно влияют 3 фактора: структурный, водородный и силовой + температурный и масштабный. К теплоустойчивым сталям относятся стали работающие при температурах до 580 ˚С с целью повышения жаропрочности используют 2 вида структурного упрочнения: 1) Образование твердого раствора с введением элементов повышающих температуру рекристаллизации и снижающих интенсивность диффузионных процессов 2) получение высокодисперсной смеси фаз путем закалки и последующего отпуска. При 1-м виде используют Cr, Mo, W, при 2-м карбиды Nb, V, Ti. Mn не применяют для легированной стали работающей выше 350˚С, т.к. сталь приобретает тепловую хрупкость. Существуют понятие оптимальные и допустимые скорости охлаждения. При малой скорости охлаждения в ЗТВ наблюдается значительный рост зерна в структуре появляется феррит, что приводит к невысокой твердости. При большей скорости охлаждения структура ЗТВ мартенситная, что так же снижает пластичность. При сварке термоупрочненных сталей в сварном соединении появляется мягкая прослойка, которая находится на участке высокого отпуска и неполной перекристаллизации. Наличие мягкой прослойки снижает длительную прочность. Для увеличения сопротивляемости ЗТВ хрупким разрушением сварку теплоустойчивых сталей желательно выполнять на малой погонной энергии. Уменьшение погонной энергии приводит к увеличению скорости охлаждения, поэтому сварку следует выполнять на такой погонной энергии при которой обеспечивалась бы и оптимальная скорость охлаждения.

Дата добавления: 2015-07-08