Особенности сварки ферритных сталей типа 12X17, 15Х25Т, 15Х25Ю5 — КиберПедия 

Кормораздатчик мобильный электрифицированный: схема и процесс работы устройства...

Археология об основании Рима: Новые раскопки проясняют и такой острый дискуссионный вопрос, как дата самого возникновения Рима...

Особенности сварки ферритных сталей типа 12X17, 15Х25Т, 15Х25Ю5

2019-11-11 959
Особенности сварки ферритных сталей типа 12X17, 15Х25Т, 15Х25Ю5 0.00 из 5.00 0 оценок
Заказать работу

Стали, содержащие от 15 до 30% хрома, являются коррозионностойкими. Легирование их титаном или ниобием повышает сопротивление межкристаллитной коррозии, а легирование алюминием увеличивает жаростойкость (сопротивление окислению при высоких температурах).

Стали ферритного класса — однофазные, но они не закаливаются, т. к. не подвержены структурным превращениям при нагреве и охлаждении. Ухудшение свариваемости сталей связано с тремя причинами:

1. Повышенной склонностью к росту ферритного зерна, которая не устраняется термической обработкой.

2. Склонностью металла к охрупчиванию.

3. Возможностью межкристаллитной коррозии.

Склонность к росту зерна. Отсутствие в этих сталях фазовых или структурных превращений делает последующее измельчение зерна в процессе охлаждения невозможным.

В результате роста зерна снижается прочность, ударная вязкость и пластичность при комнатных (и более низких) температурах.

Однако пластичность около шовной зоны и металла шва резко возрастает с повышением температуры до 100 - 200°С, что связано с переходом через порог хладноломкости. Так, если при 20°С ударная вязкость зоны термического влияния стали 08Х17Т толщиной 10 мм составляет около 10 Дж/см2 (1 кгс/см2), а при 160°С она достигает 200 Дж/см2 (20 кгс/см2).

Для предупреждения роста зерна следует создавать тепловой режим сварки, исключающий перегрев металла. Выгодны режимы с малой погонной энергией и высокой плотностью мощности, а также специальные технологические приёмы (сварка короткими участками, валиками малых сечений, с перерывами и т. д.).

Для измельчения зерна целесообразно применять сварочные материалы, содержащие элементы - модификаторы (А1; Тi и т.д.).

Склонность металла к охрупчиванию - потеря пластичности при нагреве металла шва и около шовной зоны до высоких температур.

Известны два основных вида охрупчивания металла при сварке сталей ферритного класса.

1.Тепловоеохрупчивание (475 - градусная хрупкость). Появляется при нагреве металла в интервале температур 350 - 500°С. Способствуют такие элементы как Сr, V, Si, Nb, в меньшей мере - Тi, Аl. Точные причины не установлены, предполагают, что причиной тепловой хрупкости может быть выпадение субмикроскопических частиц по границам зёрен феррита.

2. Снижение пластичности металла вследствие выпадения вторичных карбидов хрома по границам зёрен. Карбиды не могут противостоять возникающим в металле напряжениям, результатом чего становится охрупчивание металла и возможность образования холодных трещин. Чтобы предупредить охрупчивание второго вида и возникновение холодных трещин, при сварке используют предварительный и сопутствующий подогрев свариваемых изделий выше температурного интервала хрупкости (150 - 180°С). Второй мерой, ослабляющей эффект охрупчивания металла шва, служит уменьшение содержания углерода и азота.

3. Межкристаллитная коррозия металла - протекает преимущественно по границам зёрен после нагрева до температуры выше 900°С.

Межкристаллитная коррозия связана с образованием по границам зёрен карбидов хрома и обеднением в связи с этим пограничных участков зёрен хромом. Пониженное содержание хрома по границам зёрен приводит к их повышенному поражению коррозией.

Под влиянием окружающей среды (кислорода) зёрна феррита, содержащие большое количество хрома, и обогащённые хромом карбиды приобретут положительный потенциал. Периферийные участки зёрен, обеднённые хромом, приобретут отрицательный потенциал. Создаётся большое количество микрогальванопар, где катодом являются зерно феррита и карбиды, а анодом - обеднённые хромом участки зерна. Возникающий коррозионный ток достигает значительной величины, и процесс межкристаллитной коррозии активно развивается. Напряжённое состояние участков повышает эффективность процесса.

Склонность к межкристаллитной коррозии устраняется введением в металл титана в количестве, в 5 раз большем, чем содержание углерода для связывания углерода и предотвращения образования карбидов хрома по границам зёрен.

Ферритные стали сваривают по двум вариантам.

1. Применяемые однотипные материалы позволяют получить сварные соединения, отличающиеся после соответствующей термообработки структурной однородностью с основным металлом и необходимой прочностью.

2. Применяемые сварочные материалы обеспечивают получение сварных соединений,     для которых характерна структурная неоднородность (шов - аустенит, основной металл - феррит) и неравнопрочность с основным металлом.

По первому варианту целесообразен подогрев изделия до 150 - 180°С и немедленная термообработка после сварки для повышения пластичности сварного соединения и его стойкости к холодным трещинам, и для не содержащих Тi или Nb - против межкристаллитной коррозии.

Режим термообработки: нагрев до 760 - 780°С с выдержкой не менее 10 часов и последующим быстрым охлаждением в холодной воде. Полностью растворяются в феррите выпавшие при сварке карбиды. Быстрое охлаждение не позволяет им снова выпасть из раствора. Предотвращает 475°С хрупкость.

В ряде случаев (для сталей, неработающих в коррозионно-активных средах) достаточен  высокий отпуск при Т=700 - 750°С, который применяется и для легированных Тi и Nb швов. При этом достигается снижение роста зерна и повышение ударной вязкости.

Предварительный и сопутствующий подогрев свариваемых изделий выше температурного интервала хрупкости. Для уменьшения величины зерна рекомендуется использовать сварочные источники теплоты с высокой плотностью мощности, а режимы должны обеспечивать малую погонную энергию.

Дуговая сварка сталей 12X17, 08Х17Т может осуществляться покрытыми электродами марок ЦЛ-10, УОНИ/10X17Т, НЗЛ-Х17 (тип Э-10Х17Т), а сталей 15Х25Т, 15X28 и 15X25Ю5 электродами марки НЗЛ/ХЗО. Для измельчения зерна металла шва в состав покрытия электродов вводится ферро титан и алюминий. Более широко для сварки ферритных хромистых сталей используются сварочные материалы аустенитного или аустенитно-ферритного классов. Так при сварке сталей с 17% хрома применяют электроды марок ЦЛ-9, ОЗЛ-8 (типа Э-10Х25Н13Г2Б), а для автоматической сварки под слоем флюса, когда доля участия основного металла в формировании шва выше, сварочную проволоку Св-Х25Н18. Для сварки в струе углекислого газа рекомендуется сварочная проволока Св-08Х20Н9Г7Т. Более высокое качество сварных соединений обеспечивается при использовании проволоки Св-08Х20Н15ФБЮ. Для сварки жаропрочных сталей 15Х25Т рекомендуется проволока Св-08Х25Н12ТЮ. При сварке ферритных сталей аустенитными сварочными материалами достигается более высокая пластичность сварных соединений, однако следует учитывать различие коэффициентов теплового расширения основного металла и швов и не использовать эту технологию при сварке изделий, подвергающихся теплосменам в процессе эксплуатации.

 


Поделиться с друзьями:

Историки об Елизавете Петровне: Елизавета попала между двумя встречными культурными течениями, воспитывалась среди новых европейских веяний и преданий...

Состав сооружений: решетки и песколовки: Решетки – это первое устройство в схеме очистных сооружений. Они представляют...

Биохимия спиртового брожения: Основу технологии получения пива составляет спиртовое брожение, - при котором сахар превращается...

История создания датчика движения: Первый прибор для обнаружения движения был изобретен немецким физиком Генрихом Герцем...



© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!

0.012 с.