Cтраница 4
Сопротивляемость образованию горячих трещин однофазных сплавов ( аустенитные стали, никелевые сплавы) значительно повышается при наличии в металле шва второй фазы - феррита или карбидов. Ферритная фаза способствует увеличению связи между зернами, измельчает структуру, растворяет вредные примеси. Для того чтобы обеспечить двухфазное строение, в шов вводят элементы - ферритизаторы ( алюминий, титан, ниобий, кремний, вольфрам, молибден, хром и др.), способствующие появлению первичного феррита. Для высоколегированных сталей основным ферритизатором служит хром. [46]
Сопротивляемость образованию горячих трещин однофазных сплавов ( аустенитные стали, никелевые сплавы) значительно повышается при наличии в металле шва второй фазы - феррита или карбидов. Ферритная фаза способствует увеличению связи между зернами, измельчает структуру, растворяет вредные примеси. Для того чтобы обеспечить двухфазное строение, в шов вводят элементы - ферритизаторы ( алюминий, титан, ниобий, кремний, вольфрам, молибден, хром и др.), способствующие появлению первичного феррита. Для высоколегированных сталей основным ферритизатором служит хром. [47]
Сварку выполняют как неплавящимся вольфрамовым, так и плавящимся электродом. Применение инертных защитных газов, обеспечивающих минимальный угар титана и других легирующих элементов, позволяет получать швы с высокими механическими и коррозийными свойствами. Сварку выполняют с помощью ручных горелок ( держателей), полуавтоматов и автоматов. Предупреждение образования горячих трещин при сварке хромоникелевых сталей достигается приме нением сварочных проволок, содержащих ферритизаторы ( кремний, молибден и др.), или технологическими приемами, дающими вдамаж-ность изменять долю участия в шве основнско и присадочного металла или уменьшать поперечное сечение шва. [48]
Длительный нагрев аустенитно-ферритных швов при температурах 500 - 875 С вызывает перерождение феррита в сг-фазу. В процессе затвердевания и охлаждения сварных швов сг-фаза обычно не образуется, так как металл шва в области опасных температур пребывает непродолжительное время. Это положение относится только к случаю сварки однопроходных швов. При многопроходной сварке толстой аустенитной стали типа 18 - 8 в нижних слоях, если они содержат много ферритизаторов, многократное термическое воздействие может вызвать перерождение отдельных участков феррита в а-фазу. Охрупчивание шва, вследствие превращения 6 - а, может быть настолько значительным, что еще в процессе сварки шов разрушится. [49]
Лучшим доказательством того, что качественные характеристики феррита оказывают большее влияние на превращение, чем количество феррита, служит следующий опыт. Сварные образцы, выполненные электродной проволокой из стали типа 18 - 8 с ниобием, имеющие в исходном состоянии до 5 % 6-фазы, были подвергнуты закалке в воду после 10 мин нагрева при 1300 С. Как указывалось выше, такой б - феррит отличается от первичного 6-феррита меньшим содержанием хрома, ниобия и других ферритизаторов. [50]
Сварные швы могут иметь и более сложную, трехфазную первичную структуру. В сварных швах аустенитных сталей ввиду высокой стабильности аустенита вторичная кристаллизация, как правило, не бывает. Тип первичной микроструктуры в основном зависит от химического состава шва. Легирующие примеси, содержащиеся в сварном шве, по своему действию на первичную микроструктуру шва разделяются на две группы: аустенизаторы и ферритизаторы. [51]
Термическое старение при температурах 350 - 500 С может привести к появлению 475 -ной хрупкости, причины которой до сих пор не выяснены. Выдержка аустенитно-ферритпых швов при температуре 500 - 650 С приводит к старению в основном за счет выпадения карбидов. Одновременно идет процесс образования сг-фазы. Легирование сталей титаном и ниобием приводит к дисперсионному упрочнению стали за счет образования их прочных карбидов. Являясь ферритизаторами, титан и ниобий, способствуя образованию в шве ферритной составляющей, увеличивают количество а-фазы в металле. Выдержки при температуре 700 - 850 С значительно интенсифицируют образование а-фазы с соответствующим охрупчиваиием металле при более низких температурах и снижением продела ползучести при высоких температурах При этих температурах возрастает роль и интерметал-лидного упрочнения за счет образования, в частности, интерме-таллидных фаз железа с титаном и ниобием. [52]
С может привести к появлению 475 -ной хрупкости. С приводит к старению в основном за счет выпадения карбидов. Одновременно идет процесс образования ст-фазы. Легирование сталей титаном и ниобием приводит к дисперсионному упрочнению стали за счет образования их прочных карбидов. Являясь ферритизаторами, титан и ниобий, способствуя образованию в шве ферритной составляющей, увеличивают количество а-фазы в металле. С значительно интенсифицируют образование ст-фазы с соответствующим охрупчиванием металла при более низких температурах и снижением предела ползучести при высоких температурах. При этих температурах возрастает роль и интер-металлидного упрочнения за счет образования, в частности, интерметал-лидных фаз железа с титаном и ниобием. [53]
Вольфрам образует устойчивые сложные карбиды, которые, находясь в аустенитной основе стали, сообщают ей высокие механические свойства при повышенных температурах. Поэтому вольфрам вводится в аустенитные стали, работающие в условиях высоких температур, давлений и нагрузок. Эти стали обладают также высокой ползучеустойчивостью. Вольфрам несколько повышает коррозийную стойкость аустенитных сталей, а также сопротивляемость межкристаллитной коррозии. Вольфрам способствует образованию 6-фазы в хромоникелевых сталях; как ферритизатор, он почти в 2 раза сильнее хрома. Однако вольфрам придает стали некоторую хрупкость. [54]
Другой возможной причиной снижения содержания водорода при сварке длинной дугой вероятно служит увеличение количества расплавляемого флюса. Чем больше плавится флюса, тем больше воздуха попадает в плавильное пространство из промежутков между зернами флюса, выше парциальное давление кислорода и азота, меньше попадает водорода в сварочную ванну и меньше пористость. Данные табл. 26, как уже указывалось, свидетельствуют, что уменьшение содержания водорода происходит одновременно с увеличением концентрации кислорода и азота в шве. К сожалению, не представляется возможным рекомендовать производить сварку аустенитных сталей длинной дугой. Хотя при этом и уменьшается опасность появления пористости, но, вместе с тем, возрастает опасность поражения швов трещинами ввиду окисления ферритизаторов и возможной аустенитизации структуры шва под совместным действием кислорода и азота, а также вследствие не всегда допустимого увеличения коэффициента формы шва. Необходимо, следовательно, изыскивать другие средства уменьшения содержания водорода в металле шва при сварке аустенитных сталей. Это тем более необходимо, что аустенитно-ферритные швы, которым отдается предпочтение ввиду их высокой стойкости против горячих трещин и межкристаллитной коррозии, подвержены образованию пор значительно сильнее, чем чистоаустенитные швы. Это обстоятельство, возможно, связано с увеличением падения растворимости водорода при наличии кристалликов б-фазы в кристаллизующемся шве. [55]