ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Свариваемость аустенитных сталей из "Сварка Резка Контроль Справочник Том2 " Кристаллиты растут скачками, по мере нарастания термоконцентрационного переохлаждения направление роста аустенитно-ферритных швов соответствует закону ортогональности к изотермической межфазной поверхности, что постепенно изменяет направление роста кристаллитов на 90° и измельчает их в центре шва. По мере увеличения скорости сварки степень изгиба осей кристаллитов снижается, что приводит к встречному росту и срастанию кристаллитов в центре шва передними гранями. Напротив, однофазным швам свойственны отклонения от ортогональности на любых режимах, образование осевых кристаллитов, значительная ликвация. Это главные структурные причины их высокой склонности к образованию ГТ в ТИХ]. [c.54] В ТИХ] ликвационного типа ГТ весьма вероятны в шве и ЗТВ при сварке жаропрочных сталей, содержащих титан, ниобий, бор и другие легирующие элементы, образующие легкоплавкие карбидные эвтектики сложного состава, что увеличивает ТИХ]. [c.54] Границы зерен, сформированные в шве в результате миграции, как правило, не совпадают с зонами срастания кристаллитов, выявляемыми по следам дендритной кристаллизации (рис. 10.15). Их легко обнаруживают тепловым или химическим травлением из-за высокого уровня сегрегации, развивающейся по вышеуказанным механизмам вследствие пересыщения металла ростовыми и тепловыми вакансиями, контролирующими диффузию атомов основы (миграцию границ) и движение дислокаций. В результате выхода дислокаций на границу формируются ступеньки и изменяются размеры зерен по линии их контакта, вызывающие межзеренное проскальзывание, которое раскрывает ступеньки в поры и трещины, развивающиеся в дефект с помощью притока вакансий. [c.55] Ускоренное охлаждение шва, легирование металла элементами (марганец, молибден, азот), повышающими энергию активации процессов диффузии и снижающими энергию дефектов упаковки (частичных или разорванных дислокаций), подавляет развитие высокотемпературной дислокационной ползучести и предотвращает образование ГТ в ТИХз. [c.55] При длительном нагреве до 650...900 °С металл шва, содержащий ферритную фазу, охрупчивается вследствие ее распада, приводящего к выделению карбида на границе а- и у-фаз и образованию интерметаллида Fe r -ст-фазы по схеме 6-Fe — МегзСб + а (Fe, Сг). Этот процесс обедняет хромом периферию зерен и создает опасность коррозионного растрескивания в агрессивной среде. [c.56] Послесварочная гомогенизация швов, содержащих 6-Fe, по режиму аустенитизации снижает скорость этого охрупчивания, а таьсже восстанавливает пластичность сигматизиро-ванного шва. Швы с аустенитно-карбидной и боридной структурами имеют большую стабильность свойств в процессе длительной высокотемпературной эксплуатации (до 1000 ч при 700 °С). Швы с однофазной структурой, легированные молибденом, также обнаруживают снижение ударной вязкости при 650... 750 °С в течение 5 10 ч, что связано с выпадением дисперсных вторичных фаз. [c.57] В металле ЗТВ аустенитных сталей при высокотемпературной эксплуатации в интервале 550...700 °С имеет место склонность к локальным разрушениям околошовной зоны (ЛРОЗ). Они аналогичны трещинам, образующимся в ЗТВ при термической обработке, но возникают при циклическом нагружении в условиях теплосмен и концентрации деформаций в ЗТВ, когда металл шва более жаропрочен, чем металл в ЗТВ, претерпевший оплавление по границам зерен и выпадение карбидов из ликватов. При медленном нарастании деформации в ОШЗ развивается ползучесть, наблюдаются межзеренное проскальзывание по сегрегированным границам зерен и зарождение трещин (рис. 10.18). [c.57] Радиационное охр)пчивание имеет место в конструкциях из аустенитных сталей, длительно находящихся в активных зонах ядерных реакторов, где они подвергаются нагреву и нейтронному облучению, что приводит к охрупчиванию металла и снижению его свариваемости в этом состоянии. [c.57] Под воздействием нейтронов, а-частиц в кристаллической решетке металлов образуются в результате ядерных реакций трансмутации атомы водорода, гелия, а также вакансии, поскольку атомы твердого тела выбиваются из своих регулярных положений и переходят в междуузлия это повышает прочность и снижает пластичность основного металла и особенно сварных швов. В гомогенных сталях указанные неблагоприятные изменения механических свойств могут быть устранены при нагреве до 0,5 Гпл, где Гпл - температура плавления. [c.57] Для дисперсионно-твердеющих сталей, содержащих цветные металлы (кобальт, бор, никель, титан, алюминий), изменения наиболее существенны. Особенно резко при облучении снижается длительная прочность, которая не восстанавливается после соответствующего нагрева. Большую работоспособность в условиях нейтронного облучения имеют стали типа 25-20 с ниобием (МЬ 10 % С) или стали типа 15-35 с малым содержанием углерода ( 0,02 % С). [c.58] Свариваемость облученных сталей (сварка необходима при ремонте агрегатов) значительно ниже, чем у необлученных. Имеют место пористость в результате выхода в литой металл водорода и гелия, а в ЗТВ - ГТ по механизму гелиевой хрупкости. [c.58] При выборе химических составов сварочных материалов следует учитывать требования по обеспечению как свариваемости, так и работоспособности соединений под радиационным воздействием. [c.58] При эксплуатации сварных соединений в агрессивных средах наиболее опасна межкристаллитная коррозия металла шва и ЗТВ в двух ее разновидностях ножевая коррозия в ЗТВ и коррозионное растрескивание под напряжением. [c.58] Коррозионное растрескивание под напряжением является следствием циклического механоэлектрохимического эффекта в агрессивных средах. В местах контакта среды с металлом ЗТВ, имеющим отмеченную выше неоднородность, и на участках концентрации напряжений в сварных соединениях (рис. 10.19) образуются микротрещины в результате функционирования микрокоррознонной пары вершина трещины (анод) - остальная поверхность под пассивирующей оксидной пленкой (катод). Накапливающиеся на аноде продукты коррозии закупоривают трещину и расклинивают ее. [c.58] Связь между разрушающим напряжением Стр и временем до разрушения для коррозионно-стойких сталей описывается зависимостью, приведенной на рис. 10.19, б. Напряжение является пределом длительной коррозионной стойкости материалов. [c.58] Сварные соединения аустенитных сталей могут быть подвержены этому виду межкристаллитной коррозии в водных растворах хлористых солей, растворах щелочей, некоторых азотно-кислых солей и др., а также в паровой фазе. [c.58] Вернуться к основной статье