Хром — Содержание в стали и влияние на сварку

Хром — Содержание в стали и влияние на сварку 33 Ц [c.515]

Кузнечная сварка (рис. 69,з) — соединение в одно целое двух концов стали, нагретых до температуры белого каления. Способность стали свариваться зависит от содержания в ней углерода и других примесей. С повышением содержания углерода до 0,5% сталь значительно утрачивает способность свариваться. Отрицательное влияние на свариваемость также оказывает содержание в стали хрома, кремния и особенно серы и фосфора. Содержание марганца улучшает свариваемость. Свариваемые концы предварительно оттягивают, затем накладывают плотно один на другой и проковывают в таком положении кувалдой до сварки в одно целое. [c.104]

Углерод повышает прочность, снижает пластичность и вязкость легированной стали он также повышает чувствительность к перегреву и закаливаемости стали и поэтому оказывает отрицательное влияние на ее свариваемость. Увеличение содержания углерода в стали при обычных условиях сварки способствует образованию трещин в околошовной зоне и шве. В современных низколегированных сталях содержание углерода находится в пределах 0,18—0,25%. В сталях, к свариваемости которых предъявляют повышенные требования, содержание углерода не должно превышать 0,12—0,14%. Низко- и среднелегированные конструкционные стали повышенной прочности, содержащие до 0,45% углерода, сваривают с предварительным подогревом, подвергая сварные соединения последующей термической обработке. Влияние углерода усиливается при повышенном содержании в стали марганца, хрома и ряда других элементов. [c.14]

На механические, физические и химические свойства стали большое влияние оказывают присадки легирующих элементов хрома, вольфрама, молибдена, ванадия, титана и др. Большинство специальных примесей и углерод повышают прокаливаемость стали, так как увеличивают устойчивость аустенита и замедляют процесс распада его при охлаждении. Основное влияние большинства специальных примесей и углерода заключается в том, что они снижают критическую скорость охлаждения и при определенном содержании могут вызвать закалку даже при охлаждении на воздухе. При сварке большинства легированных сталей вероятность образования мартенсита в наплавленном металле и в зоне термического влияния весьма высока, потому что скорость охлаждения после сварки довольно значительна и превышает скорость охлаждения на воздухе. Это является одним из основных затруднений при сварке легированных сталей. [c.172]

Когда содержание титана или ниобия находится на нижнем пределе по отношению к углероду, сталь не всегда стойка против межкристаллитной коррозии, особенно в условиях длительной службы деталей при умеренных температурах (500—800°). Это связано с влиянием азота, всегда присутствующего в стали, который связывает часть титана в нитриды, а такн<е с влиянием высокотемпературного нагрева, приводящего к растворению части карбидов хрома при последующем охлаждении карбиды выделяются по границам зерен, сообщая стали склонность к межкристаллитной коррозии. Поэтому перегрев стали при термической обработке (выше 1100°) или сварке считается вредным, особенно в тех случаях, когда соотношение между титаном и углеродом находится на нижнем пределе. [c.1368]

Сварка легированной стали находится в большой зависимости от ее химического состава, при этом основное значение имеет количественное содержание углерода. Легирующие добавки влияют на свариваемость слабее углерода. Влияние легирующих примесей неодинаково, например, хром и марганец способствуют образованию трещин больше, чем никель. Благоприятно действует на свариваемость присадка титана. [c.191]

На определенном расстоянии по обе стороны сварного шва находятся области, нагревающиеся до критических температур. Здесь по границам зерен пересыщенного аустенита выделяются карбиды, богатые хромом. В результате того что устойчивость по границам зерен уменьшается, в агрессивных средах идет межкристаллитная коррозия. Образование карбидов зависит не только от температуры, но и от продолжительности ее воздействия. Влияние этих факторов определяется химическим составом основного материала и его структурой. Для сварки непригодны стали, при нагревании которых в области критических температур по границам зерен образуется карбид хрома. Поэтому для изготовления сварных конструкций широко применяются стали, стабилизованные титаном, ниобием или танталом, а также стали с низким содержанием углерода, при сварке которых не выделяются карбиды. В большинстве случаев их использования межкристаллитная коррозия в зонах, расположенных на определенном расстоянии от сварного шва, не наблюдается. [c.100]

Закономерности развития диффузионных прослоек детально рассмотрены в литературе [29]. В работе [39] с помощью параметрической зависимости (п. 14) были подсчитаны значения ширины обезуглероженной прослойки за 10 я в зоне сплавления малоуглеродистой стали с аустенитными швами, имеющими около 15% хрома и переменное содержание никеля. При содержании Б шве до 20% никеля обезуглероженная прослойка за 10 ч возникает уже при температуре 350° С (рис. 130). С повышением содержания никеля в шве до 50—60% температура появления обезуглероженной прослойки на 10 ч повышается до 450° С, а при еще большем содержании никеля и до 500° С. Такое благоприятное влияние никеля делает электродные материалы на его основе наиболее перспективными для сварки конструкций, работающих при высоких температурах. Их преимуществами являются также близость коэффициентов линейного расширения шва к пер- [c.252]

Для повышения технологической прочности металла шва при сварке среднеуглеродистых, высокоуглеродистых, низколегированных и среднелегированных сталей снижают количество углерода в электродных стержнях и электродной проволоке. При сварке легированных сталей одновременно уменьшают и содержание легирующих элементов, усиливающих отрицательное влияние углерода. Швы среднелегированных сталей дополнительно легируют марганцем и хромом, благоприятно влияющими на стойкость металла шва против образования горячих трещин. [c.557]

Когда содержание Ti или Nb в стали находится на нижнем пределе по отношению к С, сталь ие всегда обеспечивает отсутствие склонности к межкрнсталлитной коррозии, особенно в условиях длительной службы деталей при высоких температурах, С одной стороны, это связано с влиянием азота, всегда присутствующего в стали и образующего нитрнды титана, и, с другой стороны, влиянием высоких температур закалки. При закалке стали типа 18-8 с Ti с очень высоких температур часть карбидов хрома растворяется и ири замедленном охлаждении выделяется по границам зерен, сообщая стали склонность к межкристаллитной коррозии. Поэтому перегрев стали при термической обработке (выше 1100° С) или сварке считается вредным, особенно в тех случаях, когда соотношение между Ti и С находится на нижнем пределе по формуле Ti 5 (С — 0,03%). [c.146]

Отрицательное влияние ниобия на горячеломкость аустенитных швов тесно связано с характером его растворимости в никеле и железе. Ниобий, как и титан, способен давать легкоплавкую эвтектику с каждым из указанных элементов [22, 33]. В табл. 34 приведены данные о предельной растворимости и температуре эвтектики для бинарных сплавов никеля и железа с ниобием и титаном. Согласно нашим представлениям о природе кристаллизационных трещин, можно ожидать, что в тех случаях, когда шов содержит относительно мало никеля, т. е. представляет собой аустенитную сталь, наибольшую опасность должен представлять ниобий, а не титан. В пользу такого утверждения говорит относительно более низкая растворимость ниобия в л<елезе по сравнению с никелем и более низкая температура эвтектики в системе Fe—Ni по сравнению с эвтектикой Fe—Ti. Наоборот, при сварке высоконикелевых аустенитных сталей и сплавов на никелевой основе следует ожидать отрицательного действия скорее титана, а не ниобия. В пользу этого утверждения говорит относительно более низкая температура эвтектики в системе N1—Ti по сравнению с эвтектикой Ni—Nb. Практика сварки аустенитных сталей, в общем, подтверждает эти предположения. При сварке сталей типа 18-8 ниобий опаснее титана. При сварке сталей с соотношением содержаний хрома и никеля, равным или меньшим единицы, например при сварке стали ЭИ696 (Х10Н20Т2), большую опасность представляет титан, а не ниобий. [c.209]

Кислород может вызывать горячие трещины при сварке аустенитных сталей. Его действие на первичную структуру, как указывалось, связано с окислением ферритообразующих элементов (титана, алюминия, кремния, ванадия, хрома) и находится в противодействии измельчающему влиянию азота. Изменения структуры, обусловленные действием кислорода, приводят к снижению стойкости шва против трещин. Кислород, по-видимому, способен сегрегировать в межкристаллических прослойках и изменять их состав и свойства. Усиление вредного влияния серы, ниобия и других элементов при сварке под флюсами с высоким содержанием SiOj, возможно, связано с образованием соответствующих соединений с кислородом, снижающих температуру затвердевания межкристаллических прослоек. Опыты по введению в зону сварки ржавчины, окалины и газообразного кислорода свидетельствуют о его способности вызывать горячие трещины в швах. [c.216]

Практически минимальное количество углерода в прокатной -стали и проволоке, изготовляемых для промышлениого применения, составляет 0,06%. Введение в такую сталь добавочных количеств химически стабилизирующих элементов титана или ниобия делает ее, как правило, не склонной к межкристаллитной коррозии без специальной термообработки. Такие стали могут применяться для изготовления сварной химической аппаратуры и деталей, работающих в интервале 500—700°. Терми-черкая обработка таких изделий, как правило, необязательна. Содержание углерода в проволоке для сварки ответственных деталей и особенно деталей, работающих в тяжелых условиях коррозии, как это имеет место в химической промышленности, не должно превышать 0,06%. Чем ниже содержание углерода в присадочном материале, тем выше качество сварного шва. В те с случаях, когда хромо-никелевые стали применяются в условиях умеренного воздействия коррозионных агентов, содержание углерода не оказывает большого влияния на коррозионную стойкость в том случае, если он находится в твердом растворе и для изготовления деталей может применяться сталь с содержанием углерода 0,07—0,12%. [c.11]

Итак, стабилизированные стали должны содержать достаточное по отношению к углероду количество карбидобразующего элемента (достаточная стабилизация), который должен связать углерод в специальные карбиды и этим сделать невозможным выпадение карбидов хрома. В этом случае стали ведут себя приблизительно так, как если бы они почти совсем не содержали углерода. Напомним (см. 4.1), что стабилизация стали 1Х18Н9 титаном и ниобием в соответствии с эмпирическими формулами, приведенными выше (табл. 18), в большинстве случаев полностью подавляет склонность к межкристаллитной коррозии того типа, который проявляется у нестабилизированных сталей после сварки (см., например, рис. 31). Изделия, изготовленные с применением сварки из правильно стабилизированных сталей [226, 244], оказываются и без последующего отжига стойкими к межкристаллитной коррозии в зонах, подвергшихся термическому влиянию. Однако, при более длительных выдержках в условиях критических температур и стабилизированные таким образом стали становятся также в различной мере склонными к межкристаллитной коррозии в зависимости от степени стабилизации. Действительно, ранее было установлено, что растворяющий отжиг при температуре 1150° С уже может оказать влияние на стойкость стали с более низким содержанием титана и ниобия. При этой температуре еще не может произойти значительный рост зерна, поэтому увеличение количества карбидов хрома, выделяющихся по границам зерен в зоне термического влияния сварного соединения, нельзя в этом случае объяснить только уменьшением всей поверхности границ за счет роста зерна. Точно так же гипотеза о значительной поверхностной активности углерода по отношению к хромоникелевому аусте-ниту, основанная на современных представлениях о роли поверхностных слоев кристаллов твердого раствора при термообработке поликристаллических веществ и очень хорошо описывающая распределение углерода в аустените, не объясняет процесс освобождения связанного в специальном карбиде углерода во время растворяющего отжига при высоких температурах. Чтобы в поверхностных слоях аустенитных зерен могла повыситься концентрация углерода, прежде всего должна произойти диссоциация присутствующих в структуре карбидов титана, ниобия или тантала, а для этого углерод и карбидобразующий элемент должны перейти в твердый раствор. Реально ли это с термохимической точки зрения, можно вывести [c.128]

Низкая температура окружающей среды во время процесса сварки низкоуглеродистой стали (сварка на холоде) также оказывает влияние на механические свойства наплавленного металла. При окружающей температуре иже —20° у стали Ст. 3 несколько понижается ударная вязкость наплавленного металла и заметно снижается угол загиба. Это свидетельствует о повышении хрупкости металла сварного шва, которая может давать в этом случае трещины уже в процессе сварки. Наибольшие трудности возникают при сварке на холоде сталей с повышенным содержанием углерода (свыше 0,25%), марганца, хрома и молибдена, склонных к закалке. В этом случае могут возникнуть трещины вследствие быстрого охлаждения участков, прилегающих к сварному шву, которые частично закаливаются и становятся более твердыми и хрупкими. Для предупреждения образования трещин сварку таких сталей на холоде следует производить с пр двар 1тольным подогревом места сварки 1< медлепиьп ох. юж-дением сварного шва после сварки. Сварка на хо.юле. хромоникелевых нержавеющих сталс ) 1 цветных металлов не влияет на свойства наплавленного металла. [c.355]

Сварка при низких окружающих температурах. Низкая окружающая температура при выполнении сварки (сварка на холоде) также оказывает влияние на механические свойства наплавленного металла малоуглеродистой стали. При окружающей температуре ниже —20° у стали Ст. 3 несколько понижается ударная вязкость и заметно уменьшается угол загиба Это свидетельствует о повышении хрупкости металла сварного шва, и поэтому в нем могут образоваться трещины уже в процессе сварки на холоде Наибааьшие трудности возникают при сварке на холоде сталей с содержанием углерода свыше 0,25%, а также легированных марганцем, хромом, молибденом, склонных к закалке. В этом случае могут возникнуть трещины вследствие быстрого охлаждения участков, прилегающих к сварному шву, которые при этом частично закаливаются и становятся более твердыми и хрупкими Для предупреждения образования трещин такие стали на холоде следует сваривать с предварительным подогревом места сварки и медленным охлаждением шва после сварки. [c.135]

Образованию горячих трещин в высоколегированных аустенитных швах способствуют наличие серы, фосфора, кремния, ниобия, водорода, легкоплавких металлов (РЬ, п, 5п) увеличение толщины свариваемого металла повышение погонной энергии сварки укрупнение структуры увеличение соотношения содержаний никеля и хрома (увеличение запаса аустенитности). Особенно сильно снижает стойкость аустенитных однофазных швов против образования горячих трещин ниобий. В чистоаустенитном хромоннкелевом шве типа 05Х20Ы15 с весьма низким содержанием углерода, кремния и серы достаточно присутствия 0,30—0,35% ниобия, чтобы вызвать горячие трещины (по данным [48], достаточно 0,15—0,20% ниобия). Такое влияние ниобия обусловлено сильной дендритной ликвацией его из-за ограниченной растворимости в твердом растворе стали вследствие большой разницы между размером его атома и атома железа и образования в связи с этим карбо-нитридной эвтектики (обогащенной никелем) по границам дендритов с более низкой температурой плавления, чем основа металла шва. Ниобий снижает также пластичность шва, однако, подобно молибдену, он несколько уменьшает вредное действие кремния на стойкость хромоникелевого металла типа 25-20 против образования трещин [47]. [c.294]

Сварочные деформации предотвращают обычными методами, применяемыми при изготовлении сварных конструкций. Вместе с тем режимы сварки аустенитных сталей должны характеризоваться высокими скоростями, пониженным напряжением дуги и минимальным током. Полностью предотвратить образование горячих трещин предварительным подогревом или созданием принудительного сжатия металла шва и околошовных зон при помощи специальных приспособлений невозможно. В конструкциях, работающих при температуре до 600—650° С, эффективным средством борьбы с горячими трещинами является выполнение шва с аустенитно-ферритной структурой. Для этого применяют электроды и сварочные проволоки с повыщенным содержанием ферритообразующих элементов (хрома, молибдена, вольфрама и ниобия). В связи с вредным влиянием углерода на стойкость сварных швов при сварке сталей типа Х18Н10Т не рекомендуется применять проволоку, имеющую на поверхности следы графитовой смазки. [c.145]

Так, например, Б. И. Медовар [20] для обеспечения качественной сварки стали 18-8 рекомендует применять присадочную проволоку, в которой соотношение концентраций хрома и никеля составляет не менее 2,2. М. X. Шоршоров [15] считает, что с повышением аустенитно-сти (когда хромоникелевый эквивалент значительно меньше 1,1) сопротивляемость стали образованию горячих трещин резко снижается. По данным А. Г. Строева и В. П. Ворновицкого, избежать горячих трещин можно только в том случае, когда величина хромоникелевого эквивалента в металле шва будет больше 1,5. Повышение содержания никеля при сварке аустеиитных сталей увеличивает склонность к образованию горячих трещин. Такое влияние никеля на трещинообразование особенно следует учитывать при кислородно-флюсовой резке высоколегированных сталей. Ранее было отмечено, что в процессе резки хромоникелевых сталей на кромке повышается содержание никеля. Повышение концентрации никеля в оплавленном участке кромки может привести к утолщению жидких межкристаллических прослоек и к снижению температуры их затвердевания ввиду появления легкоплавких сульфидов и силицидов [20]. Это, следовательно, способствует возникновению горячих трещин в момент остывания кромки. Известно также, что в сложнолегированных сталях положение критических точек определяется величиной хромоникелевого эквива- [c.56]

Для обеспечения необходимого содержания феррита в аустенитных швах сварочные материалы, применяемые для сварки нержавеющих сталей, дополнительно легируют ферритизирующими элементами — хромом, кремнием, ванадием, титаном, молибденом. При этом следует учитывать отрицательное влияние ряда элементов (молибдена, кремния, ванадия) на общую коррозионную стойкость металла шва в окислительных агрессивных жидкостях. Лучше всего в таком случае пользоваться хромом, как в электродах ЦЛ-11, ЦТ-15 и др. [c.296]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...