Металлургические процессы при сварке низкоуглеродистых, низколегированных и высоколегированных сталей
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
?чнителями - вольфрамом и молибденом, способны длительно выдерживать большие нагрузки в условиях высоких температур. Жаростойкие стали устойчивы против химического разрушения поверхности в газовых агрессивных средах при температурах 1100-1150 С. Эти стали и сплавы содержат мало вредных примесей, поэтому основными задачами при сварке являются хорошая защита расплавленного металла от воздуха и применение электродов со стержнем аустенитной структуры и покрытием основного типа.
Аустенитные хромоникелевые стали особенно чувствительны к увеличению углерода и серы, а также других элементов, образующих легкоплавкие эвтектики.
Для борьбы с горячими трещинами стремятся уменьшить содержание в стали и наплавленном металле С, S, и других элементов или подавить их другими добавками, связывающими S, как, например, Мn, а также уменьшить влияние термических напряжений путем применения благоприятных режимов сварки и предварительного и сопутствующего подогрева. Хромомарганцевые стали 15Х17АГ14 и хромоникельмарганцевые стали 12Х17Г2АН4 менее склонны к образованию горячих трещин, чем хромоникелевые.
В хромоникелевых сталях может развиваться межкристаллитная коррозия при замедленном охлаждении в интервале 500-800 С в связи с тем, что по границам зерен происходит выделение карбидов хрома за счет обеднения хромом участков, прилегающих к границам зерен. В результате этого содержание Сr в приграничных участках падает ниже 12%, что под действием агрессивных сред приводит к коррозии. Так как аустенит представляет собой твердый раствор Cr, Ni, Мn, С и других элементов в железе, а растворимость С в Fe не превышает 0,02-0,03 %, то в интервале указанных температур лишний углерод выделяется из твердого раствора и образует карбид хрома. Чем больше в стали углерода, тем больше ее склонность к межкристаллитной коррозии. Увеличение процента хрома тормозит этот процесс.
Ферритная составляющая в аустенитно-ферритной стали должна быть в пределах 3-5 % феррита. Для предупреждения межкристаллитной коррозии необходимо применять сварку на низких режимах (на уменьшенных токах, малой погонной энергии и электродами диаметром не более 4-5 мм), особенно для многослойных швов.
Одним из дефектов аустенитно-мартенситных и аустенитно-ферритных сталей является склонность их при сварке к перегреву и охрупчиванию зоны влияния. Это вызывается ростом зерна в связи с перегревом ферритной фазы, образующейся вблизи зоны сплавления. Охрупчиванию способствует также превращение обогащенного углеродом аустенита (при высокой температуре аустенит переобогащается углеродом) в мартенсит с охлаждением шва. Снижение аустенитной фазы ниже 20 % повышает склонность их к межкристаллитной коррозии. Для предупреждения этого дефекта стремятся снизить содержание углерода в швах. Иногда назначают полную термообработку для восстановления коррозионных свойств.
Сварка аустенитных сталей не вызывает особых затруднений. Надо иметь в виду, что в сварных соединениях аустенитно-ферритных и аустенитно-мартенситных сталей возможно выделение водорода по границам зерен. Для предупреждения этого сварное соединение подвергают отпуску в течение 1-2 ч при температуре 150 С.
Высокоуглеродистые аустенитные стали хорошо свариваются в атмосфере аргона с применением присадочной проволоки того же состава, что и основной металл, но с меньшим содержанием углерода; сварка рекомендуется для стали толщиной до 5-7 мм.
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.
Некоторые данные о режимах и выборе электродов для ручной дуговой сварке приведены в табл.1.
Таблица 1. Некоторые марки электродов для сварки высоколегированных сталей и сплавов.
Марка сталиМарка электродовТип электродов по ГОСТ 10052-75Структура наплавленного металлаКоррозионно-стойкие стали08Н18Н10,08Х18Н10Т, 12Х18Н10Т, 08Х18Н12Т, 08Х18Н12Б, 08Х22Н6Т и подобные, работающие в агрессивных средах: к металлу шва предъявляются требования по стойкости к МКК к металлу шва предъявляются жесткие требования по стойкости к МККЦЛ-11, ОЗЛ-7, ОЗЛ-8, ОЗЛ-22, ОЗЛ-36Э-04Х20Н9 Э-07Х20Н9 Э-08Х19Н10Г2БАустенитно-ферритная с 2,5... 7% ?-фазыОЗЛ-7, АНВ-13Э-08Х20Н9Г2БАустенитно-ферритная с 5,0... 10% ?-фазыТе же стали, работающие при температурах до 600 С в жидких агрессивных средах; к металлу шва предъявляются требования по стойкости к МККЛ-38МЭ-02Х19Н9БАустенитно-ферритная с 3,0... 5,0% ?-фазы10Х17Н13М2Т, 10Х17Н13МЗТ, 08Х18Н12Б, 08X2IH6M2T и подобные, работающие при температурах до 700 С: к металлу шва предъявляются требования по стойкости к МКК к металлу шва предъявляются жесткие требования по стойкости к МККСЛ-28, ОЗЛ-20, ОЗЛ-41Э-8Х19Н10Г2МБ, Э-09Х19Н10Г2М2БАустенитно-ферритная с 4,0... 5,0% ?-фазыНЖ-13Э-09Х19Н10Г2М2БАустенитно-ферритная с 4,0... 8,0% ?-фазыЖаропрочные стали12Х18Н9,12Х18Н10Т, 08Х18Н12Т, работающие при температурах до 800 СЦТ-15,