- •Содержание
- •1. Структура и свойства высоколегированных специальных сталей
- •1.1. Классификация и характеристика высоколегированных специальных сталей и сплавов.
- •1.2. Влияние некоторых элементов на коррозионную стойкость сталей и сварных соединений
- •1.3. Свариваемость и влияние на нее легирующих элементов.
- •IV. Ванадий (V).
- •2. Металлургические особенности электродуговой сварки высоколегированных сталей.
- •2.1. Легирование металла шва при сварке высоколегированных сталей. Особенности.
- •2.2. Общие вопросы металлургии электродуговой сварки высоколегированных сталей
- •2.3. Некоторые металлургические особенности газоэлектрической сварки высоколегированных сталей (сварка в среде защитных газов).
- •2.4 Металлургические особенности электродуговой сварки под флюсом высоколегированных сталей
- •2.5. Металлургические особенности электродуговой сварки высоколегированных сталей покрытыми электродами
- •3. Горячие трещины сварных швов высоколегированных сталей и меры их предотвращения.
- •3.1. Факторы, определяющие склонность металла высоколегированных сварных швов к образованию горячих трещин.
- •3.2. Влияние химического состава и структуры высоколегированных швов на их стойкость против образования горячих трещин
- •3.3. Технологические меры повышения стойкости аустенитных швов против образования горячих трещин
- •4. Холодные трещины в сварных швах высоколегированных сталей, причины их возникновения и меры предотвращения
- •5. Особенности сварки специальных высоколегированных сталей.
- •5.1. Сварка закаливающихся высоколегированных сталей.
- •5.1.1. Влияние термического цикла сварки на структуру и свойства закаливающихся сталей
- •5.1.2. Сварка высоколегированных сталей с 13 % хрома
- •5.2. Сварка высокохромистых ферритных сталей влияние термического цикла сварки на структуру и свойства ферритных сталей.
- •5.3. Сварка аустенитных высоколегированных сталей.
- •5.3.1. Влияние термического цикла сварки на свойства аустенитных сталей
- •5.3.2. Сварка хромоникелевых аустенитных сталей (на примере сварки сталей 12х18н9т и 08х18н10т).
- •5.4. Особенности сварки разнородных специальных легированных сталей
- •5.4.1.Сварные соединения сталей, разнородных по составу и структурному классу
- •5.4.2. Особенности сварки разнородных сталей аустенитными швами.
- •2. Сварка никелевых хладостойких сталей (типа 06н6, 06н9); сварка средне-углеродистых низколегированных высокопрочных сталей (30хгса, 30хгсна и др.); сварка высокохромистых сталей.
- •6. Термическая обработка сварных соединении специальных сталей
- •6.1. Термическая обработка сварных соединений аустенитных сталей
- •I— закалка;II—стабилизирующий отжиг
- •6.2. Термическая обработка сварных соединений низколегированных теплоустойчивых сталей
- •6.3. Термическая обработка сварных соединений высоколегированных хромистых сталей.
- •I—мкк;II—-фаза;III— 475-град хрупкости
- •7.2 Ультразвуковая сварка пластмасс
- •9. Особенности сварки алюминия и его сплавов.
- •10. Особенности сварки титана и его сплавов
- •11. Применение сварки в медицине
5.3. Сварка аустенитных высоколегированных сталей.
5.3.1. Влияние термического цикла сварки на свойства аустенитных сталей
1. Под воздействием термического цикла дуговой сварки аустенитные стали с содержанием углерода до 0,12% в околошовной зонемогут приобретать восприимчивость к сосредоточенной коррозии. Аустенитная низкоуглеродистая сталь 18-11, обладающая весьма низким пределом текучести, в околошовной зоне сварных соединений обладает несколько меньшей коррозионной стойкостью в сильной агрессивной среде вследствие наклепа металла под действием сварочных напряжений.
2. Упрочнение стали путем легирования ее азотом предотвращает наклеп металла околошовной зоны, благодаря чему коррозия основного металла вдали от шва и в околошовной зоне равномерная
3. Одной из мер предотвращения перегрева стали и выделения избыточной фазы являетсяискусственное охлаждение места сварки противоположной от сварки стороны (например, воздухом или струей воды) в сочетании со сваркой дополнительно подогреваемой проволокой при меньшем сварочном токе, электромагнитным воздействием на дугу и кристаллизующуюся сварочную ванну.
4. В отличие от ферритных аустенитные хромоникелевые, хромоникельмарганцевые и особенно хромоникельмарганцеазотистые стали при воздействии сварочного термического цикла претерпевают не столь сильный рост зерна. Поэтомуохрупчивание металла у линии сплавления со швом у этих сталей весьма незначительное.
5. Несколько снижается ударная вязкость металла околошовной зоны сварных соединений сталей,нестабилизированных титаном или ниобием, например сталей 12Х23Н18,12Х25Н16Г6АР или 14Х17АГ14 с понижением температуры испытания степень охрупчивания металла в этом участке околошовной зоны становится заметнее.
6. При сварке вследствие кратковременного пребывания в критическом интервале температур охрупчивания металла намного меньше, чем при отпуске.
7. Следует учитывать, что при многократном термическом воздействии, например при многослойной сварке нетолстого металла, повторных исправлениях дефектов и т. п., снижение ударной вязкости металла в околошовной зоне может оказаться значительным.
8. Охрупчивание возрастает с повышением содержания углерода в стали, а также количества ферритной фазы в ней свыше 10%.
9. При воздействии термического цикла сварки ударная вязкость изменяется менее существенно, чем коррозионная стойкость большинства аустенитных сталей, особенно в средах повышенной агрессивности. Причем, как отмечалось, наиболее интенсивное понижение коррозионной стойкости сварных соединений наблюдается в участках, непосредственно примыкающих ко шву, а также в участках, расположенных по обе стороны шва на некотором расстоянии от него.
10. Некоторое снижение общей коррозионной стойкости металла может произойти по всей зоне термического влияния, нагреваемой при сварке выше 500° С, при условии последующего весьма медленного охлаждения, в процессе которого из твердого раствора (аустенита) будут выделяться карбиды хрома. Более отчетливо снижение коррозионной стойкости металла все же проявляется в отмеченных двух участках околошовной зоны.
5.3.2. Сварка хромоникелевых аустенитных сталей (на примере сварки сталей 12х18н9т и 08х18н10т).
1. Несмотря на то, что хромоникелевые стали типа 18-10 (18-9) применяются для изготовления химической аппаратуры уже давно, в технологии их сварки имеют место частые нарушения, вследствие чего сварные швы в ряде случаев корродируют с большей скоростью прошв установленной, и изделия преждевременно выходят из строя, требуют частых ремонтов.
2. Анализируя нормативные материалы и различные технические условия на изготовление химической аппаратуры, а также состояние технологии сварки на некоторых заводах химического машиностроения, можно заключить, что интенсивная коррозия сварных швов и сокращение службы химической аппаратуры между ремонтами обусловлены в ряде случаев неправильным выбором присадочных материалов (проволок, электродов) как при сварке новых аппаратов, так и при их ремонте:
- при выборе сварочных проволок и электродов проектные организации и заводы-изготовители аппаратуры руководствуются стремлением обеспечить прежде всего стойкость швов против межкристаллитной коррозии, определяемой по стандартной методике в лабораторных условиях, путем высокого легирования швов на упомянутых сталях ванадием (2—3%) и кремнием (1,5—2,0%) без учета влияния этих элементов на общую коррозионную стойкость;
- иногда сварки сталей 12Х18Н10Т и 08Х18Н10Т заводы применяют электроды, легированные молибденом (НЖ-13 и др.). Между тем известно, что молибден оказывает отрицательное влияние на общую коррозионную стойкость металла шва в окислительных средах типа азотной кислоты, особенно после повторного нагрева в критическом интервале температур;
- установлено отрицательное действие ванадия и кремния при содержании их более чем но 0,8% на общую коррозионную стойкость хромоникелевых и хромоникельмарганцевых швов в концентрированной азотной кислоте.
3. Рекомендации по выбору сварочных материалов.
для автоматической сварки под флюсом АН-26, а также АНФ-14, АН-45, АН-18 сталей 12Х18Н9Т, 12Х18Н10Т и 08Х18Н10Т целесообразно применять проволоки Св-08Х19Н10Б, 04Х22Н10ТБ, 05Х20Н9ФБС и 06Х21Н7БТ;
- эти же проволоки можно применять при аргонодуговой сварке этих сталей;
- для сварки в углекислом газе можно применять проволоки 08Х20Н9С2БТЮ, 05Х20Н9ФБС или 04Х22Н10ТБ;
- для повышения ударной вязкости металла шва в проволоке Св-08Х20Н9С2БТЮ следует уменьшить содержание кремния до 1,1— 1,5%;
- при сварке изделий, предназначенных для эксплуатации в слабых агрессивных средах, можно использовать также проволоку Св-08Х20Н9Г7Т.
4. Коррозионная стойкость соединений хромоникелевых сталей, сваренных автоматической сваркой под флюсом и ручными электродами различна и представлена в табл. 5.1.
Таблица 5.1 Коррозионная стойкость соединений хромоникелевых сталей, сваренных автоматической сваркой под флюсом и ручными электродами
Марка стали |
Сварочные материалы |
Потери в весе, г /м- ч, в 65%-ной азотной кислоте при температуре | ||
50° С |
70° С |
кипения | ||
04Х18Н10 |
Проволока Св-01Х19Н9, флюс АН-18 |
0,0085 |
0,037 |
3,0 |
08Х18Н11 |
Проволока Св-01Х19Н9, флюс АН-18 |
— |
0,041 |
4,4 |
|
Проволока 01Х20Н9АГ5, флюс АН-18 |
— |
0,035 |
1,9 |
|
Электроды АНВ- 13 |
0,008 |
0,036 |
2,3 |
08Х18АН10 |
Проволока 01Х20Н9АГ5, флюс АН-18 |
— |
0,028 |
2,0 |
|
Электроды из проволоки 01Х20Н9АГ5 с покрытием АНВ- 13 |
|
0,030 |
2,3 |
Для ручной сварки этих сталей предназначены электроды ЦЛ-11 и ЦТ-15 из проволоки
Св-08Х19Н10Б с дополнительным легированием хромом через покрытие и АНВ-13 (из проволоки Св-01Х19Н9).