Материал: Сварка и свариваемые материалы. Свариваемость материалов

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

рости охлаждения металла в околошовной зоне в интервале температур карбидообразования. Кроме того, высокий подогрев, как и сварка с высокой погонной энергией, обеспечивает дли­ тельный перегрев околошовного металла, результатом чего яв­ ляется рост зерна, сегрегация примесей на границах зерен и, как следствие, снижение пластичности и вязкости сварных со­ единений.

Лучшие свойства сварных соединений достигаются в случае предварительного подогрева в интервале Т„. „ — Тм.к, а также когда после сварки производится подстуживание до Гм. к, но не ниже 100 °С. Рекомендации по тепловому режиму сварки приведены в табл. 13.4.

13.2.3. Улучшение^ свариваемости сталей

Многие из отмеченных выше недостатков в свариваемости мар­ тенситных сталей не присущи малоуглеродистым хромистым сталям, дополнительно легированным никелем. Мартенсит, об­ разующийся при закалке хромоникелевых сталей, отличается вследствие низкого содержания углерода высокой пластично­ стью и вязкостью, не склонен к образованию холодных тре­ щин при сварке.

Высокие пластические свойства малоуглеродистого мартен­ сита повышают надежность получения качественных сварных соединений. Однако чувствительность металла швов к водород­ ной хрупкости вызывает необходимость при их сварке предва­ рительного и сопутствующего подогрева до 100—200 °С. Улуч­ шению свариваемости этих сталей способствует также остаточ­ ный аустенит. Количество остаточного аустенита закалки зависит в основном от химического состава стали и может быть при­ мерно оценено с помощью структурной диаграммы низкоуглеро­ дистых нержавеющих сталей, предложенной Я. М. Потаком и Е. А. Сагалевич для литого и наплавленного при сварке ме­ талла (рис. 13.3). Количество остаточного аустенита отпуска определяется режимом термической обработки.

13.3. Технология сварки и свойства сварных соединений

13.3.1. Способы сварки и сварочные материалы

Среди дуговых методов сварки для деталей из высоколегиро­ ванных мартенситных сталей применяют в основном способ ручной дуговой сварки штучными электродами, обеспечиваю­

щими

получение сварных

швов, однородных

по

химическому

составу

с основным

металлом (табл.

13.5). Это электроды ма­

рок КТИ-9, ЦЛ-32

с наплавленным

металлом,

содержащие

IQ—,)2 % Сг, ~0,8%

Ni и

~ 1 % Мо. В связи

с применением

ТАБЛИЦА 13.5

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ВЫСОКОЛЕГИРОВАННЫХ МАРТЕНСИТНЫХ СТАЛЕЙ (НЕ МЕНЕЕ)

 

 

 

Металл шва

 

Сварное

 

 

се

 

 

 

 

соединение

Сталь, марка

Способ сварки.

се

 

 

се

 

 

Сварочные материалы

с

 

 

. s

со

 

 

«

С

я

£

Я Е

 

 

 

2

oct

§ я 5

 

 

о

я

мэ

 

я

О и со

 

 

4

 

ь со О.

 

 

Ь

ь

«О

ь

 

>»Я U

15X11МФ,

РДС:

15Х12ВНМФ,

электроды

18Х11МНФБ

Э-12Х11НМФ

 

(КТИ-9);

13X11Н2В2МФ

Э-12Х11НВМФ

15X11МФ,

(КТИ-10);

Э-11X15Н25М6АГ2

15Х12ВНМФ,

(ЭА-395/9);

18Х11МНФБ,

Э-10Х25Н13Г2

15Х11Н2В2МФ

 

(ЗиО);

12X11В2МФ

электроды

 

Э-14Х11НВМФ

12X11В2МФ

(ЦЛ-32)

АДС:

 

проволока

 

Св-15Х12НМБФ

 

флюс АН -17;

 

ОФ-6;

12Х11В2МФ

проволока

 

Св-15Х12ГНМВФ

 

флюс АН-17, ОФ-6;

10Х12НД

РДС:

 

электроды

 

Э-06Х13Н (ЦЛ-41)

 

ЭШС*

 

проволока

 

Св-12X13 флюс

 

АН-8

06X12НЗД

РДС:

 

электроды ЦЛ-51

 

АДС:

 

проволока

 

Св-01 Х12Н2-ВМ

 

(ЭП-762-ВИ)

 

флюс ФЦ-19

 

АрДС:

 

проволока

 

Св-01 Х12Н2-ВИ

 

(ЭП-792-ВИ)

 

ЭШС:

 

проволока

 

Св-01 Х12Н2-ВИ

 

(ЭП-792) флюс

 

АН-45

00сл 00

I 735

15

56

0,5

690

0,5

588

735

15

55

0,5

735

0,5

363

588

13

15

0,4

588

0,4

294

539

13

15

0,5

539

0,5

569

735

12

 

0,4

588

0,4

710

784

15

40

0,5

588

0,4

588

784

15

50

0,7

588

0,4

490

637

16

 

0,5

637

0,3

440

580.

12

 

0,5

580

0,5

490

637

12

35

0,5

637

0,5

470

600

12

35

0,5

600

0,5

490

637

12

35

0,5

637

0,5

440

590

12

35

0,5

590

0,5

40

40

40

40

40

40

П р и м е ч а н и е . РДС — ручная дуговая сварка; АрДС — аргонодуговая сварка; ЭШС — электрошлаковая.

Г л а в а 14. МАРТЕНСИТНО-ФЕРРИТНЫЕ СТАЛИ (Зубченко А. С.)

14.1. Состав и свойства сталей

14.1.1. Структура сталей

С точки зрения коррозионной стойкости оптимальное содержание Сг в стали составляет 12-—14 %. Такой уровень легирования Сг обеспечивает легкую пассивацию поверхности во многих агрессивных средах, связанных с произ­ водством нефтехимических продуктов, а также в воде высоких параметров с борным регулированием. При повышении содержания хрома более 12% коррозионная стойкость практически не увеличивается. Вместе с тем в этом случае имеет место проявление склонности стали к охрупчиванию и сни­ жению прочности в связи с формированием в структуре значительного ко­

личества

ферритной составляющей. 13— 14 %-ные хромистые стали с час­

тичным

у-+а (М)-превращением относят

к мартенситно-ферритным. По

структуре мартенситно-ферритные стали

соответствуют сплавам

Fe — Сг,

при охлаждении которых полиморфные превращения

соответствуют

реакции

б->у+6->-а (Л /)+б. Количество 6-феррита

в сталях

повышается с

увеличе­

нием содержания Сг и снижением концентрации С. С введением С границы существования области у твеРДых растворов сдвигаются в сторону более высокого содержания Сг.'У 13 %-ных хромистых сталей с <0,25% С тер­ мокинетическая диаграмма распада аустенита состоит из двух областей превращения. При температурах выше 600 °С в случае достаточно низкой скорости охлаждения возможно образование ферритной составляющей структуры. Ниже 400 °С при более быстром охлаждении наблюдается бездиффузионное превращение аустенита в мартенсит. Количество образовав­ шегося мартенсита в каждом из указанных температурных интервалов за­ висит, главным образом, от скорости охлаждения и содержания углерода в стали.

14.1.2. Назначение и марки сталей

Несмотря на отрицательное влияние 6-феррита на пластичность и ударную вязкость, мартенситно-ферритные стали марок 08X13, 12X13, 20X13,08X14МФ и др. находят довольно широкое применение при изготовлении химических

аппаратов

и

энергетического оборудования (табл. 14.1 и 14.2). Наиболее

широкое

применение

в машиностроении имеют

стали

марок

08X13 и

08X14МФ с пониженным содержанием углерода.

листа и

труб,

так и

кор-

Сталь 08X13

используют как в виде

однородного

 

 

 

 

 

 

Т А Б Л И Ц А

14.1

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ МАРТЕНСИТНО-ФЕРРИТНЫХ СТАЛЕЙ

 

Сталь, марка

 

ГОСТ, ТУ

Содержание элементов, % по массе

 

С

Si

 

Мп

 

 

 

 

 

 

 

08X13

 

ГОСТ 5632—72

< 0 ,0 8

< 0 ,8 0

 

< 0 ,0 8

 

 

ГОСТ

10835—75

0,09 -0 ,1 5

 

 

< 0 ,8 0

12X13

 

ГОСТ

5632—72

< 0 ,8 0

 

20X13

 

ГОСТ 5632—72

0,16—0,25

< 0 ,8 0

 

< 0 ,8 0

 

08Х14МФ*

 

ТУ-14-159-155—82

0,03—0,12

0,20—0,45

0,8— 1,2

14Х17Н2**

 

ГОСТ 5632—72

0,11—0,17

< 0 ,8

 

< 0 ,8

 

Сталь, марка

ГОСТ, ТУ

Содержание элементов, % по массе

s

1

Р

Сг

 

 

1

 

 

08X13

ГОСТ 5632—72

< 0,025

 

< 0,030

12,0— 14,0

12X13

ГОСТ 10835—75

 

 

 

 

ГОСТ 5632—72

< 0,025

 

< 0,030

12,0— 14,0

20X13

ГОСТ 5632—72

< 0,025

 

< 0,030

12,0— 14,0

08X14МФ*

ТУ-14-159-155—82

< 0,022

 

< 0,035

12,0— 14,8

14Х17Н2**

ГОСТ 5632—72

< 0,025

 

< 0,030

16,0— 18,0

* 0,2 -0,4 Мо; 0,15—0,30 V. 1,5-2,5

N1.

 

 

 

 

МАРТЕНСИТО-ФЕРРИТНЫЕ СТАЛИ

ТАБЛИЦА 14.2

 

Сталь, марка

ГОСТ, ТУ

Примеры использования

08X13

 

ГОСТ 5632—72

Корпуса, днища, труб­

 

 

 

 

ные

решетки,

внутрен­

 

 

 

 

ние

устройства

химиче­

 

 

 

 

ских аппаратов, корпуса

 

 

 

 

цилиндров паровых и га­

 

 

 

 

зовых турбин, рабочие и

 

 

 

 

направляющие

лопат­

08X13 (плакирующий

ГОСТ 10835—75

ки, диафрагмы

 

Корпуса, днища, патруб­

слой

биметалла)

 

ки химических аппаратов,

(Ст.

3, 20К,

16ГС,

 

подведомственных

12ХМ,

12МХ +

 

Госгортехнадзору

+ 08X13)

 

 

 

 

 

г, °с,

эксплуа­

тации

4 0 -5 5 0

40—560

08Х14МФ

ТУ 14-3-815—79

Теплообменники для теп­

350

 

ТУ 14-3-1065—82

ловых

и атомных элек­

 

 

ТУ 14-159-155—82

тростанций, облицовка

 

12X13

ТУ 14-1-3452—82

хранилищ

 

ГОСТ 5632—72

Детали паровых, газовых

500

 

 

и гидравлических турбин

 

20X13

ГОСТ 5632—72

Детали

насосов

500

14Х17Н2

ГОСТ 5632—72

Детали

внутренних уст­

400

 

 

ройств

оборудования

 

 

 

АЭС

 

 

розионностойкого слоя биметалла. Сваренные детали из стали 08X13 при­ меняют в основном для изготовления внутренних устройств химических ап­ паратов и энергетического оборудования, не подлежащих контролю надзор­ ных органов за безопасной эксплуатацией. Биметалл с плакирующим слоем из стали 08X13 используют для изготовления нефтехимического оборудо­ вания, работающего под давлением при температурах от —40 до 560°С.

Сталь 08Х14МФ применяется на предприятиях энергетического маши­ ностроения, в основном в виде труб для изготовления теплообменного обо­

рудования, работающего при температурах до 350 °С. Стали 12X13 и 20X13 с повышенным содержанием углерода. используют для изготовления деталей различных турбин и насосов с температурой эксплуатации до 500 °С.

Источник: https://studfile.net/preview/19992767/