3. Термическая обработка сварных соединений

Сварные конструкции из теплоустойчивых сталей в основном не могут эксплуатироваться сразу после сварки и требуют термической об­работки для снятия внутренних напряжений и выравнивания свойств металла в различных участках соединений. Исключение составляют сварные соединения из хромо-молибденовых сталей (12ХМ, 15ХМ, 20ХМ-Л) при толщине менее 10мм и хромо-молибден-ванадиевых ста­лей (12Х1МФ, 15Х1М1Ф) при толщине менее 6 мм.

Общая термическая обработка сварных конструкций может быть осуществлена лишь в заводских условиях для таких изделий (сварные роторы, диафрагмы турбин, коллекторы котлов, отливки с заваренными дефектами), которые могут быть целиком помещены в термические пе­чи. Поэтому иногда сварные соединения подвергают местной термиче­ской обработке.

Наиболее распространенным видом термической обработки свар­ных конструкций является общий и местный отпуск при температурах, близких к температуре отпуска свариваемых сталей.

Рекомендуемые температуры и продолжительность отпуска свар­ных соединений приведены в таблице 1.3.

Таблица 1.3 - Рекомендуемые режимы отпуска сварных соединений из теплоустойчивых сталей

Марка стали	Т, °С	Время в час. для толщины, мм
		до 20	20-45	более 45
12МХ	600-700	1	2	3
15ХМ 20ХМ-Л	700-730	1	2	3
12Х1МФ 20ХММФ-Л	720-750	2	3	5
15Х1М1Ф	730-760	2	3	5
15Х1М1Ф-Л
15Х11МФ	720-730	4	5	5
15Х12ВМФ 15Х11В2МФ	740-760	5	5	7

4. Свойства сварных соединений

Дуговая сварка теплоустойчивых сталей в соответствии с изло­женными выше рекомендациями обеспечивает кратковременные свой­ства сварных соединений на уровне соответствующих свойств основно­го металла. Однако длительная прочность соединений обычно ниже, чем у свариваемой стали. Это объясняется разупрочнением металла в околошовной зоне вследствие дополнительного высокотемпературного отпуска и неполной перекристаллизации: отпуск стали - точка А_С3. Ко­эффициент теплоустойчивости сварных соединений (отношение дли­тельной прочности сварного соединения к длительной прочности сва­риваемой стали) для сталей 20ХМФ и 15Х1М1Ф равен 0,7-0,9, а для структурно-стабильных сталей - мартенситной 15Х11В2МФ и мартен- ситно-ферритной 15Х11В2МФ - 0,85-0,95. Кроме того, последние ха­рактеризуются высокой пластичностью в процессе длительных испыта­ний на растяжение.

Широкое применение при сварке этих сталей получила контакт­ная стыковая сварка, в основном труб.

Глава 2. Сварка аустенитных сталей

1. Свариваемость аустенитных сталей

Эти стали подразделяются на три группы: коррозионностойкие, жаропрочные, жаростойкие (окалиностойкие).

Иногда хромоникелевые аустенитные стали применяют в качестве хладостойких, так как они способны сохранять пластичность и высокую ударную вязкость при низких температурах.

Аустенитные стали построены, главным образом, либо на основе сплавов тройных систем Fe-Cr-Ni, либо Fe-Cr-Mn с добавками никеля или без них. В хромоникелевых сталях хром и никель служат основны­ми легирующими элементами, обеспечивающими аустенитную струк­туру. Наиболее широко распространенны стали этого класса, содержа­щие 18-20 % Сг и 9-10 % М с присадками различных элементов для придания этим сталям тех или иных свойств.

Углерод упрочняет сталь за счет образования карбидов хрома и карбидов других элементов, обладающих высоким сродством к углероду.

Титан повышает длительную прочность стали, никель - тоже.