Технология: | Сварка конкретных материалов и изделий | Сварка сталей
Темы: Сварка стали.
Мартенситно-ферритные стали. К этому классу относят стали с частичным γ→α(м)-превращением. Термокинетическая диаграмма у этих сталей состоит из двух областей превращения. При температурах >600оС при низкой скорости охлаждения возможно образование ферритной составляющей структуры. При больщой скорости охлаждения <400oС) наблюдается бездиффузионное превращение аустенита в мартенсит. Количество образовавшегося мартенсита зависит от содержания углерода и скорости охлаждения.
Другие страницы по теме
Содержание хрома в мартенситно-ферритных сталях 13 ... 14 %, что оптимально по коррозионной стойкости. Такой уровень легирования хромом обеспечивает пассивацию поверхности в агрессивных средах, связанных с нефтехимическим производством; в воде высоких параметров, в том числе с борным регулированием.
Дальнейшее повышение содержания хрома практически без увеличения коррозионной стойкости сталей в указанных средах способствует формированию в их структуре значительного количества ферритной составляющей. Стали с большим содержанием δ-феррита в структуре отличаются повышенной склонностью к хрупкому разрушению, их сварка связана с риском образования холодных трещин.
Мартенситно-ферритные стали находят довольно широкое применение для изготовления нефтехимической аппаратуры и энергетического оборудования (табл. 1и 2).
По свариваемости мартенситно-ферритные стали являются неудобными материалами. В связи с неизбежной подкалкой при сварке сварные соединения мартенситно-ферритных сталей склонны к образованию трещин замедленного разрушения. Кроме того, при перегреве в 3ТВ часто наблюдают трещины хрупкого разрушения.
Ударная вязкость металла в 3ТВ сварных соединений 13%-ных хромистых сталей снижается до 10 дж/см2 . В случае низкого содержания δ-феррита последующим термическим отпуском при 700оС, способствующим распаду структур закалки и выделению карбидов, можно повысить ударную вязкость металла в 3ТВ до 50... 100 Дж/см2 При способах сварки, способствующих значительному перегреву металла в 3ТВ с образованием структуры с большим содержанием о-феррита, термический отпуск мало влияет на ударную вязкость, в результате чего сварные соединения отличаются высокой хрупкостью и не годятся для нагруженных конструкций.
Таблица 1. Мартенситно-ферритные стали: химический состав.
Марка стали | С | Si | Mn | Cr | Ni | Mo | V | S | P | прочих элементов |
15Х12ВНМФ | 0,12..0,18 | ≤0,4 | 0,5..0,9 | 11.0...13,0 | 0,4 ...0,8 | 0,5 ...0,7 | 0,15...0,30 | ≤0,025 | ≤0,030 | 0,7... 1,1 W |
12Х13 | 0,09..0,15 | ≤0,8 | ≤0,8 | 12,0...14,0 | - | - | Не регламен- тируется |
|||
14Х17Н2 | 16,0...18,0 | 1,5 ...2,5 | ||||||||
08ХI4МФ | 0,03...0,12 | 0,20...0,45 | 0,8 ...1,2 | 12,0...14,0 | - | 0,2 ...0,3 | 0,15...0,3 |
Таблица 2. Механические свойства хромистых мартенситно-ферритных сталей, не менее.
Марка стали | σв, МПа | σ0,2,МПа | δ5, % | ψ,% | KCU, Дж/см2 | Примеры использования |
15Х12ВНМФ | 740 | 590 | 15 | 45 | 60 | Детали паровых, газовых, гидравлических турбин и компрессоров |
12Х13 | 590 | 410 | 20 | 60 | 100 | |
14Х17Н2 | 835 | 635 | 10 | 30 | 50 | Детали внутренних устройств оборудования АЭС |
08ХI4МФ | 450 | 300 | 22 | - | Теплообменники тепловых и атомных электростанций, облицовки хранилищ |
Эффективным способом снижения содержания ферритной составляющей в структуре хромистых сталей является легирование их углеродом и никелем.
Образование большого количества δ-феррита в структуре околошовного металла характерно для 13 ... 14%-ных хромистых сталей с <0,1 % С. В участках ОШ3 сварных соединений, нагреваемых до температур, близких к температуре солидуса, количество δ-феррита в структуре может быть подавляющим. Ширина таких участков мало зависит от температуры подогрева при сварке, но возрастает с погонной энергией сварки.
Мартенситно-ферритные стали сваривают, как правило, с предварительным и сопутствующим подогревом (табл. 10.45).
Для низкоуглеродистой стали 08Х14МФ подогрев при сварке не при меняют, так как легирование карбидообразующими элементами снижает эффективное содержание углерода.
Способы сварки и применяемые для мартенситно-ферритных сталей сварочные материалы приведены в табл. 10.46.
Таблица 3. Рекомендации по тепловому режиму сварки мартенситно-ферритных сталей.
Марка стали | Температура подогрева, оС | Продолжительность хранения до термической обработки, ч | Термическая обработка |
15Х12ВНМФ | 300 | не допускается | Отпуск при 700... 720оС. При толщине >30 мм перед отпуском рекомендуется подстуживание до 100оС |
12Х13 | 2 | Отпуск при 700... 720оС | |
14Х17Н2 | 150...250 | не ограничено | Отпуск при 620...640оС |
08Х14МФ | Без подогрева | Не регламентируется | Отпуск при 680... 700оС |
Таблица. Способы сварки, сварочные материалы и механические свойства сварных соединений мартенситно-ферритных сталей.
Марка стали | Способ сварки, сварочные материалы | Механические свойства сварных соединений | |
σв, МПа | KCU, Дж/см2 | ||
15Х12ВНМФ | РДС: - электроды Э-12Х11НМФ КТИ-9 |
735 | 50 |
- электроды Э-11Х15Н25М6АГ2 ЭА-395/9 | 588 | 40 | |
12Х13 | РДС: - электроды Э-12Х13 ЛМ3-1, Э-06Х13Н ЦЛ-41, ЦЛ-51 |
637 | 50 |
- электроды Э-11 Х 15Н25М6АГ2 ЭА-395/9 | 588 | 40 | |
- электроды Э-lОХ25Н13Г2 3иО-8, ЦЛ-25 | 540 | 50 | |
14Х17Н2 | РДС: электроды Э-I0ХI8Н2 АНВ-2. АДС: проволока Св-08Х 18Н2ГТ, Св-08Х 14ГНТ, флюсы АН-2бс, Оф-б, АНВ-б. АрДС: проволока Св-08Х 18Н2ГТ, Св-08Х 14ГНТ, аргон |
755 | 50 |
08Х14МФ | РДС: электроды Э-l ОХ25Н 13Г2, ЦЛ-25 |
540 | |
АДС: проволока Св-07Х25Н 13, АН-2б |
|||
АрДС: проволока Cb-04Х20Н5МББ |
490 | ||
Св-07Х25Н 13, аргон | 540 |
Copyright. При любом цитировании материалов Cайта, включая сообщения из форумов, прямая активная ссылка на портал weldzone.info обязательна.