Материал: Сварка и свариваемые материалы. Свариваемость материалов
стали 14Х17Н2 по химическому составу близки к основному металлу. Для деталей и узлов из стали 14Х17Н2 находит также применение способ электронно-лучевой сварки.
14.3.2. Термическая обработка
Из-за опасности образования холодных трещин и просто хруп кого разрушения вследствие резкого снижения ударной вязко сти околошовного металла сварные соединения мартенситно ферритных сталей должны быть подвергнуты термическому от пуску для «смягчения» структур закалки и снятия остаточных
напряжений. |
Режим |
термической |
обработки |
приведен |
|
в табл. 14.4. |
|
|
|
|
|
14.3.3. Механические |
и служебные свойства соединений |
||||
Так как для |
сталей |
08X13, 08Х14МФ, |
12X13 и 20X13 приме |
||
няют в основном |
аустенитные сварочные материалы, то проч |
||
ностные |
свойства |
их |
сварных соединений ниже по сравнению |
с основным металлом. Равнопрочность достигается при исполь |
|||
зовании |
для сварки |
электродов и проволок, обеспечивающих |
|
получение металла швов с |
мартенситной структурой (электро |
|
дов АНВ-1, АНВ-2, ЦЛ-51) |
(табл. |
14.5). |
К сварным соединениям |
стали |
14Х17Н2 предъявляют тре |
бования стойкости против МКК. Эта стойкость обеспечивается рекомендуемой в табл. 14.4 термообработкой.
Г л а в а 15. ФЕРРИТНЫЕ СТАЛИ (Зубченко А. С.) 15.1. Состав и свойства сталей
15.1.1. Структура сталей
При содержании ~ 12 % Сг в соответствии с рис. 13.1 у сплавов Fe—Сг имеет место замыкание области у-твердых растворов. Точки А, и Аз на диа
грамме состояния сливаются. При |
дальнейшем увеличении содержания Сг |
|||
|
|
ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ХРОМ |
||
|
|
|
|
Содержание |
Сталь, марка |
ГОСТ, ТУ |
С |
S1 |
Мп |
|
|
|||
08X17Т |
ГОСТ 5632 -72 |
< 0 ,0 8 |
< 0 ,8 |
< 0 ,8 |
15Х25Т |
ГОСТ 5632—72 |
< 0 ,1 5 |
< 1 ,0 |
< 0 ,8 |
08Х23С2Ю |
ЧМТУ 3-149—68 |
< 0 ,0 8 |
< 1 ,5 — |
0 ,4 -0 ,7 |
|
|
< 0,015 |
— 1,8 |
|
ЭП882-ВИ |
ТУ 14-1-2194—77 |
< 0 ,5 |
< 0 ,5 |
|
ЭП904-ВИ |
ТУ 14-1-2533—78 |
< 0,012 |
< 0 ,3 |
< 0 ,5 |
Марка |
Применение |
Гт а х ’ °С- |
|
|
эксплуатации |
08X17Т, 15Х25Т, 15X28
Биметалл с плакиру ющим слоем из сталей 08Х17Т и 15Х25Т 08Х23С2Ю
ЭП882-ВИ
ЭП904-ВИ
Детали внутренних устройств химических |
700 |
|
аппаратов, не подведомственных Госгор |
1000 |
|
технадзору СССР |
900 |
|
Корпуса, днища, патрубки и др. детали |
450 |
|
химических аппаратов |
|
|
Змеевики пиролиза ацетона и уксусной |
1200 |
|
кислоты |
|
|
Заменитель хромоникелевых аустенитных |
400 |
|
сталей |
|
|
Для |
высокотемпературного оборудова |
1200 |
ния, |
работающего в условиях газовой |
|
коррозии, в том числе в серосодержащих средах
возможность стала реальной после ввода в эксплуатацию крупнотоннаж ных вакуумных печей и освоения технологии плавки с продувкой расплава аргоном или аргонокислородной смесью. Новые хромистые ферритные стали с низким содержанием примесей внедрения (до 0,015—0,020. % в сумме) от личаются высокой пластичностью и ударной вязкостью. Среди них следует отметить стали ЭП882-ВИ и ЭП904-ВИ, начинающие находить применение в энергетическом машиностроении.
Сталь ЭП882-ВИ разработана в качестве заменителя хромоникелевых аустенитных сталей марок 08Х18Н10Т, 12Х18Н20Т и др. для изготовления теплообменного оборудования химических производств, энергетического обо рудования тепловых и атомных электростанций. Сталь не склонна к хлорид-
ному коррозионному растрескиванию, питтинговой коррозии. |
|
|
||
Применительно к оборудованию, работающему в |
условиях окисления |
|||
при высоких температурах, |
разработана хорошо |
свариваемая |
сталь |
|
ЭП904-ВИ. Сталь отличается |
высокой жаростойкостью |
до |
1300 °С. |
Приме |
нение ее весьма эффективно для элементов крепления поверхностей нагрева энергетических котлоагрегатов, особенно в случаях работы на высокосер нистом топливе.
15.1.3. Механические свойства сталей
В связи с высокой хрупкостью при нормальной температуре к хромистым ферритным сталям, произведенным в открытых печах, практически не предъ
являют требований по ударной вязкости, а оговаривают в основном мини мально допустимые значения прочности и пластичности (табл. 15.3).
Хрупкость ферритных сталей ранее представлялась непреодолимой. Ее связывали в основном с грубозернистой структурой, обусловленной интен сивным ростом зерна даже в процессе охлаждения заготовок после про катки. Для измельчения структуры предложили легирование сталей Ti, об
разующим слабо диссоциирующие карбиды. Располагаясь на границах зерен, карбиды могут уменьшить рост зерна при нагреве. Наиболее распро_
страненные в настоящее время хромистые ферритные стали марок 08X171
и 15Х25Т содержат до 0,80 и 0,90 % Ti.
Для измельчения грубозернистой структуры прокатку листов из сталей
D8X17T, 15Х25Т и 25Х28НА завершают при пониженных температурах, Д0
Сталь (марка) |
а0.2* |
ав, МПа |
es, |
% |
яр. % |
к с и . |
|||||
МПа |
|
|
|
|
|
МДж/м9 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
не менее |
|
|
||
08Х17Т (лист) |
|
|
|
|
|
440 |
18 |
|
|
|
|
08Х17Т (трубы) |
|
|
____ |
|
372 |
17 |
— |
____ |
|||
15Х25Т (лист) |
|
|
|
— |
|
440 |
14 |
" — |
0 ,2 |
||
15Х25Т (трубы) |
|
|
— |
|
441 |
17 |
— |
|
|
||
08Х23С2Ю (трубы) |
|
|
— |
|
461 |
17 |
— |
____ |
|||
|
|
— |
|
490 |
10 |
6 |
____ |
||||
ЭП882-ВИ (лист) |
|
274 |
|
440 |
30 |
— |
0 ,6 |
||||
ЭП882-ВИ (трубы) |
|
245 |
|
372 |
22 |
— |
— |
|
|||
ЭП904-ВИ (лист) |
|
323 |
|
440 |
24 |
|
0 ,6 |
||||
кси,мдт/мг |
|
|
КСО,МДт/мг |
|
|
|
|
||||
гг |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
оА |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
о |
О |
JOO |
2 0 0 |
Т ,°С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Рис. |
15.2. |
Ударная |
вязкость |
стали |
15Х25Т |
(а) |
стали |
|
|
||
|
|
08Х23С2Ю (б) |
|
|
|
|
|
|
|||
1— исходное |
состояние; |
2 — после |
имитации |
термического цикла |
|
|
|||||
|
|
|
сварки |
|
|
|
|
|
|
|
|
820—850 °С. |
Низкотемпературная |
прокатка |
способствует |
повышению |
удар |
||||||
ной вязкости |
указанных сталей до |
0,8 |
МДж/м2 и пластичности 65 |
до |
25% . |
||||||
С учетом этих возможностей в ГОСТ 7350—77 внесены требования по мини мально допустимым значениям KCU стали 15X25 до 0,2 МДж/м2 (рис. 15.2). У стали 15Х25Т, произведенной по модернизированной технологии прокатки листов, ударная вязкость при нормальной температуре достигает 0,8 МДж/м2,
у стали 08Х23С2Ю не |
превышает |
0,1 МДж/м2. Это |
связано |
прежде |
всего |
с тем, что значения температуры |
перехода сталей в |
хрупкое |
состояние су |
||
щественно отличаются. |
У стали |
15Х25Т Тнр находится на |
уровне |
10 °С, |
|
устали 08Х23С2Ю — на уровне 100 °С.
15.2.Свариваемость сталей
15.2.1. Охрупчивание сталей при нагреве
Особенностью высокохромистых сталей ферритного класса яв ляется их склонность к дополнительному резкому охрупчива нию под воздействием сварочного нагрева. Ударная вязкость и
