Сведения о свариваемости.

1. Сталь 12МХ относится к низкоуглеродистым низколегированным сталям. Низкоуглеродистые низколегированные стали перлитного класса применяются в различных конструкциях взамен углеродистых, обеспечивая снижение металлоемкости на 20-50 %. Они широко используются в строительстве трубопроводов, конструкций газонефтехимических производств, судов, мостов и других сооружений, эксплуатируемых в температурном интервале от -70 до +475°С в зависимости от химического состава и структурного состояния, обеспеченного термообработкой.

Одним из наиболее эффективных средств повышения качества низкоуглеродистых сталей является их упрочнение за счет легирования такими элементами, как Si, Mn, и повышения дисперсности структуры посредством термической или термомеханической обработки.

Содержание С в низколегированных сталях не превышает 0,16 %. В за­висимости от легирующих элементов, суммарное содержание которых в со­ставе стали не превышает 5 %, различают марганцовистые, кремнемарганцо­вистые, хромокремнемарганцовистые и другие стали. По содержанию S и Р эти стали можно отнести к качественным сталям.

Введение в состав низкоуглеродистых сталей легирующих элементов (до 2 % каждого и до 5 % суммарно) способствует повышению прочности и сопротивления хрупкому разрушению, не ухудшая их свариваемости.

По ударной вязкости, в особенности при отрицательных температурах, низколегированные стали превосходят низкоуглеродистые стали. Термическое упрочнение позволяет повысить уровень ударной вязкости в 1,5-2 раза и обеспечить высокую сопротивляемость хрупкому разрушению низколегированных сталей.

Наиболее распространенные в металлургической практике легирующие элементы Mn, Cr, Mo снижают диффузионную подвижность C и, как следствие, понижают температурный интервал γ → α - превращения, существенно снижают критическую скорость охлаждения, подавляют перлитное превращение, расширяют область промежуточных превращений на диаграмме. Поэтому при общепринятых режимах сварки в околошовном участке возрастает вероятность образования мартенсита и понижается сопротивляемость сварных соединений образованию холодных трещин.

Технология сварки низколегированных сталей должна проектироваться с учетом того обстоятельства, что при уменьшении погонной энергии и увеличении интенсивности охлаждения в металле шва и зоны термического влияния возрастает вероятность распада аустенита с образованием закалочных структур. При этом будет отмечаться снижение сопротивляемости сварных соединений образованию холодных трещин и хрупкому разрушению. При повышенных погонных энергиях наблюдается рост зерна аустенита и образуется грубозернистая феррито-перлитная структура видманштеттового типа с пониженной ударной вязкостью.

Сталь 12МХ содержит небольшое количество специальных легирующих элементов: 0,4-0,7% марганца и 0,4-0,7% кремния и содержание углерода 0,09-0,16%, поэтому эта сталь относится к перлитному классу. Так как сталь содержит 0,09-0,16% углерода, следует предусматривать меры, обеспечивающие повышение стойкости сварных соединений против образования холодных трещин. Вероятность их образования тем больше, чем выше содержание углерода. Второй трудностью является предупреждение возникновения кристаллизационных трещин в металле шва. В процессе сварки отдельные участки околошовной зоны подвергаются нагреву до температур, способных вызвать распад твёрдого раствора и образование карбидов. Впоследствии на этих участках может развиваться МКК. МКК может поразить также участки шва, подвергавшиеся повторному воздействию сварочного нагрева, а именно места пересечения швов, места возобновления сварки после смены электродов, первый шов при двусторонней сварки.

Сварные соединения из 12МХ подвергаются нормализации при 910-930^oC на воздухе и отпуску при 670-690^oC.

Оценка свариваемости стали 12МХ определяется по формуле:

,

где С_х – химический эквивалент углерода;

С_р – размерный эквивалент углерода.

Стали с C_экв < 0,45 % - не склонны к образованию холодных трещин.

;

,

где S – толщина свариваемой стали, мм.

Сталь 12МХ:

Предварительный подогрев при температуре 200^oC (ОСТ 26.260.480) требуется, так как |С|_э > 0,45, и есть склонность к холодным трещинам.

2. Сталь 08Х13 относится к коррозионно-стойким жаропрочным сталям.

Хорошая свариваемость хромистых ферритных сталей обеспечиваетcя ограничением в иx составе C и N, образующиx твердые растворы внедрения. Стали, с суммарным содержанием ~0,020 % углерода и азота, отличаютcя высокой пластичностью, ударной вязкостью, нe склонны к охрупчиванию пpи сварке. Производство таких сталей возможно в вакуумных печах или с внепечной обработкой (продувкой расплава аргоном или аргоно-кислородной смесью).

Стали, произведенные в открытых печах, вследствие относительно высокого содержания углерода и азота имеют низкую пластичность и ударную вязкость, что затрудняет проведение не только сварки, но и других технологических операций (гибки, вальцовки). Повышению пластичности сталей 08Х13 способствует их прокатка при пониженных температурах (до 820... 850 ^oC). В этом случае относительное удлинение проката увеличивается до A5 = 25 %, а ударная вязкость достигает 80Дж/см². Улучшению свойств сталей, как и сварных соединений, способствует также термический отпуск при 760 ^oC.

Сварочный нагрев отрицательнo влияет нa пластичность хромистых ферритных сталей, уcугубляет иx склонность к хрупкому разрушению. Высoкую хрупкость сварных соединений cвязывают c ростoм величины зерна в 3ТВ.

Интенсивный рост зерна при сварке не удается предотвратить и у сталей с низким содержанием углерода и азота. Однако этот процесс не вызывает их охрупчивания в зоне термического влияния. Это свидетельствует о том, что хрупкость сварных соединений хромистых ферритных сталей связана главным образом с содержанием в твердом растворе примесей внедрения.

Образование холодных трещин в сварных соединениях хромистых ферритных сталей обусловлено резким охрупчиванием металла в ЗТВ. В связи с этим сварку, гибку и правку при изготовлении узлов и деталей из сталей с обычным содержанием примесей рекомендуют проводить с нагревом до 150...200 ^oC. Существенному повышению пластичности сварных соединений способствует термический отпуск при 760^oC с последуюшим быстрым охлаждением.

Дата добавления: 2015-07-11