Сигматизация

Элементы, способствующие ферритизации металла, оказывают и обессеривающее действие на сварочную ванну, уменьшая количество легкоплавкой сульфидной эвтектики. Благоприятное действие 5-феррита может быть объяснено и большей растворимостью в нем примесей, уменьшающей их ликвацию. Получение аустенитно-ферритных швов достигается их дополнительным легированием ферритообразующими элементами, такими как хром, кремний, алюминий, молибден и др. В изделиях, работающих как коррозионно-стойкие при температурах до 400 °С, допускается содержание феррита до 20. .. 25 %. В швах на жаропрочных и жаростойких сталях, работающих при более высоких температурах, возможно образование а-фазы с соответствующим ухудшением служебных характеристик шва. С целью предупреждения сигматизации швов количество б-феррита в швах на жаропрочных и жаростойких сталях офаничивают4. .. 5 %. [c.354]

Ввиду высокого коэффициента теплового расширения суммарная внутренняя пластическая деформация металла шва и околошовной зоны при сварке высоколегированных сталей выше, чем в низколегированных сталях. В результате при сварке многослойных швов (многократная пластическая деформация), жестких соединений и т.п. околошовная зона и нижние слои металла шва могут заметно упрочняться. Самонаклеп также увеличивает количество ферритной фазы, а значит, и вероятность охрупчивания (сигматизации) швов. [c.356]

Работоспособность сварных соединений аустенитных сталей при высоких температурах зависит от ряда факторов и прежде всего от уровня температур, легирования стали и шва, длительности эксплуатации и величины напряжений. Участком, в котором наиболее вероятны преждевременные хрупкие разрушения, снижающие надежность изделий, является обычно околошовная зона. Разрушения в швах, даже при наличии их существенного охрупчивания, обычно не возникают. Лишь в узлах с малой толщиной стенки (до 4—6 мм), например в трубных системах химических установок, при капитальных ремонтах возможны хрупкие разрущения вследствие сигматизации. Толстостенные же паропроводы даже при заметном охрупчивании их швов обычно склонности к разрушениям не проявляют. [c.233]

Влияние ферритообразующих элементов на строение сварного шва не ограничивается изменением количества феррита, увеличением или уменьшением содержания ферритной составляющей. Изменяются соответственно и качественные характеристики феррита в зависимости от его химического состава. При равных количествах феррита сварные швы могут обладать различными качественными характеристиками — жаропрочностью, пластичностью, коррозионной стойкостью, склонностью к сигматизации и т. д. Поэтому о свойствах сварного шва нельзя судить только по количеству феррита в его структуре. Важные значения, кроме того, имеет и дисперсность ферритной составляющей. [c.117]

Легирование аустенитного шва стали типа 25-20 марганцем усиливает процесс сигматизации, т.е. ускоряет превращение у > сг. По данным Ю. И. Казеннова (частное сообщение) марганец ускоряет сигматизацию и двухфазных аустенитно-ферритных швов. [c.140]

Автором совместно с Ю. Б. Малевским установлено, что ванадий вызывает сильное ускорение превращения у- а. Молибден и медь также ускоряют процесс сигматизации аустенитных сварных швов. [c.140]

Было исследовано влияние длительного нагрева на сигматизацию аустенитных сварных швов на стали типа 25-20, состав которых приведен в табл. 31. [c.140]

Наклеп (холодная деформация аустенитного шва) оказывает чрезвычайно сильное ускоряющее действие на процесс сигматизации. Достаточно сказать, что после наклепа растяжением на 30% в шве № 1 ст-фаза появляется после 200 ч нагрева при 800° С, в шве Л Ь 2 после 100 ч, в шве № 3 после наклепа на 30% и нагрева в течение 100 ч при 800° G а-фаза уже образует сплошные цепочки по границам зерен аустенита (рис. 44, г). [c.140]

Опыты автора показали, что мелкозернистые чнстоаустенитные стали при прочих равных условиях сигматизируются значительно интенсивнее, чем крупнозернистые стали. То же относится к однофазным швам чем тоньше структура, тем сильнее сигматизация. [c.143]

Сигма-фаза, как будет показано ниже, вызывает резкое снижение пластических свойств аустенитных сварных швов и может явиться причиной хрупкого разрушения сварных конструкций из жаропрочных и окалиностойких сталей. Известен случай преждевременного выхода из строя трубчатки пиролизной печи одного из отечественных заводов синтетического каучука, изготовленной из стали типа 25-20. В сварных швах этой трубчатки, подвергавшихся наклепу в процессе изготовления, в результате нагрева при 800—870° С образовалось огромное количество а-фазы. Вследствие появления 0-фазы пластичность швов, особенно ударная вязкость, резко снизилась (от 16,0 до 2,0 кГ-м1см ), и после 3000 ч работы швы хрупко разрушились. Из литературы известны случаи аналогичных аварий сварных конструкций за рубежом, вызванных сигматизацией металла шва. [c.143]

Рис. 46. Влияние углерода и азота на сигматизацию сварных швов типа 25-20 (сварка проволокой 20Х20Н15Г7АТ) (Х500)

Установлено, что скорость и степень сигматизации аустенитно-ферритных швов зависит не столько от количества б-фазы, сколько [c.148]

Процесс сигматизации аустенитно-ферритных швов, так же как аустенитных швов, резко ускоряется с повышением температуры нагрева. Так, например,в случае нагрева при 650° С превращение в сварном шве с 10—15% 6-фазы в основном завершается за 300—500 ч (в зависимости от легирования), а при 800—850° С этот процесс может произойти за несколько часов. [c.149]

В результате медленного превращения, как мы уже отмечали, ст-фазы получается меньше, чем было б-фазы (рис. 49, в). Если же процесс сигматизации идет быстро, например при 800—850° С, дендритные образования б-фазы превращаются в сг-фазу почти без изменения размеров и формы. Это, по-видимому, означает, что в данном случае ст-фаза, имея совершенно иное атомнокристаллическое строение, мало отличается по химическому составу от феррита. [c.149]

Автор полагает, что быстрое превращение б -> ст, наблюдаемое в сварном шве при температурах 800—750° С, происходит без образования промежуточных фаз. Что касается длительной сигматизации, имеющей место под действием более низких температур (600—700° С), то она, возможно, происходит с образованием промежуточных фаз. [c.149]

О степени сигматизации аустенитных сталей и сварных швов проще всего судить по изменению ударной вязкости чем ниже ударная вязкость, тем, при прочих равных условиях, больше о-фазы в шве. [c.149]

Мы уже отмечали, что степень сигматизации двухфазных швов зависит не только от количества феррита, но и от химического состава феррита, т. е. от его качественных характеристик, а также, как показали К. А. Любавский, А. Е. Руновидр., от степени дисперсности ферритной составляющей. [c.149]

Опыты показали, что все ферритообразующие элементы способствуют усилению превращения б ст. По степени влияния на интенсивность сигматизации двухфазных швов стали типа 18-8 ферритизаторы можно расположить в следующий убывающий ряд хром, титан, алюминий, ниобий, ванадий, молибден и кремний. Г. Г. Мухин и Н. Ю. Пальчук, исследовавшие влияние Сг, Si, Nb и Si -j- V на превращение б -> ст в ручных швах стали типа 18-8, пришли к выводу, что эти элементы вызывают превращение б -> сг. В исследованных ими швах нагрев при 850 " С не вызывает сигматизации. Они же впервые нашли, что при содержании в шве на стали типа 18-8 более 2% Nb длительный нагрев вызывает появление хрупкой Я-фазы, изоморфной (-фазы в швах с молибденом. Сигма-фаза в швах, содержащих более 2% Nb, не образуется. [c.150]

Аустенитизирующие элементы и, в том числе марганец, уменьшая количество б-фазы в сварных швах сталей типа 18-8, делают их менее склонными к сигматизации (в чистоаустенитных швах сталей типа 25-20 марганец, как указывалось, усиливает процесс образования ст-фазы). [c.150]

Положительное действие углерода, в смысле уменьшения склонности двухфазных швов к сигматизации, объясняется не только уменьшением количества феррита, но также связыванием титана и других элементов в устойчивые карбиды. Титан, ниобий, хром, связанные с углеродом, не могут участвовать в построении ст-фазы. [c.150]

Наклеп заметно ускоряет сигматизацию аустенитно-ф.еррит-ных сварных швов. Присутствие ст-фазы в аустенитно-ферритных сварных швах также не желательно, как и в чистоаустенитных. ст-фаза появляется в результате перерождения б-фазы, поэтому, чтобы воспрепятствовать появлению ст-фазы, нужно устранить ферритную составляющую или хотя бы уменьшить ее количество. Опыты показали, что предварительная аустенитизация двухфазных швов путем закалки после 1 ч нагрева при 1100° С делает их невосприимчивыми к последующему воздействию опасных температур. Аустенитно-ферритный шов, содержащий 0,09% С [c.150]

Влияние предварительной закалки на сигматизацию аусте-нитно-ферритного шва типа 18-8 [c.151]

Медь практически не влияет на механические свойства швов при комнатной температуре. По мнению некоторых исследователей медь, будучи аустенитизатором, ослабляет сигматизацию и охрупчивание аустенитно-ферритных швов при высоких температурах. Однако, новейшие исследования показали, что медь не оказывает влияния на скорость и интенсивность сигматизации швов типа 18-8 с кремнием и ниобием, но, по-видимому, способствует охрупчиванию швов стали типа 25-20. Повышение содержания меди в швах стали типа Х23Н23МЗ делает их чувствительными к перегреву вследствие выпадения медистой избыточной фазы по границам зерен пластические свойства падают. Аналогичное явление обнаружил Ю. И. Казенное в швах стали Х18Н28МЗДЗБ. [c.234]

Автором, совместно с Ю. Б. Малевским, были проведены испытания на ударный изгиб сварных образцов из стали типа 25-20, подвергшихся сигматизации. В одной серии образцов был сделан надрез до длительного нагрева. Здесь в участках под надрезом, где металл шва был наклепан резцом, образовалось большее количество а-фазы, чем в тех образцах, где надрез был нанесен после старения, и металл шва не подвергся наклепу. Образцы, где надрез был сделан до старения, обладают на 15—20% меньшей ударной вязкостью, чем параллельно состаренные образцы, но надрезанные после сигматизации. [c.238]

Сигматизация однофазных сварных швов стали типа 25-20 развивается наиболее энергично при температурах 800—875° С. [c.251]

Длительное старение аустенитных сварных швов легированными элементами (например, швов типа 15-35, легированных W и Мо), образующими фазы Лавеса, приводит к столь же резкому падению ударной вязкости, как и старение швов, подверженных сигматизации (табл. 68 и рис. 102). Интенсивному старению подвержен и сам сплав типа 15-35 (ЭИ725), содержащий более 5% W. Швы содержат до 7% W и примерно 3% Мо. [c.259]

При наличии в сварной кон- струкции швов с чрезмерным ко- % личеством б-фазы температура стабилизирующего отжига, во избежание сигматизации этих швов, должна быть повышена до 900° С. [c.263]

Сварной шов с 3—5% феррита не подвержен сигматизации. Ударная вязкость, снизившаяся вследствие наклепа, восстанавливается после двухчасового нагрева при 750—850° С. Длительный нагрев при 700—850° С для шва с малым содержанием феррита, несмотря на наклеп, не только не опасен, но даже полезен. [c.263]

Наклеп опасен для швов, склонных к сигматизации. Это видно на примере швов стали типа 25-20. Он опасен и для шва с относительно высоким содержанием феррита (8—10%), легированного ниобием и ванадием. Двухчасовой отпуск при 650—850° С и, в том числе, при 700° С частично восстанавливают ударную вязкость наклепанного шва, но уже после 75 ч нагрева при 700° С, ввиду образования а-фазы, шов снова становится хрупким. Шов [c.263]

В обоих случаях металл шва имеет аустенитно-ферритное строение и, следовательно, подвержен сигматизации. На протяжении ряда лет вопрос о допустимости сг-фазы в сварных швах жаропрочных аустенитных сталей являлся предметом дискуссии. Теперь считают, что, несмотря на некоторое охрупчивание вследствие сигматизации, сварные аустенитно-ферритные швы могут быть допущены к длительной эксплуатации при условии, разумеется, ограничения содержания первичного феррита в шве. Обычно принято ограничиваться 3—5% феррита, т. е. тем, примерно, количеством, которое требуется для предотвращения горячих трещин в сварном шве. Сварные швы сталей рассматриваемого типа всегда или почти всегда содержат ниобий, так как он повышает длительную прочность сварных швов при высоких температурах. Ниже приведено влияние ниобия на длительную прочность металла шва при 650° С (напряжение" 24 /сГ/жж С, Nb — содержание углерода и ниобия в шве в%). [c.267]

Триды tl44—146]. Присадка небольших кoличe tв никеля (1,S%) или марганца (3,0%) препятствует распаду остаточного аустенита, и сталь становится аустенито-ферритной при охлаждении до комнатной температуры, имея около 50% аустенита. Сталь с 25% Сг 0,25% N и 1,5% Ni не склонна к сигматизации при нагреве в интервале 600—900° С [145], т. е. присадка азота смещает границу сигматизации в сторону более высоких содержаний хрома. [c.194]

Присадка кремния к хромоникелевым аустенитным сталям до 2—3% сравнительно мало изменяет механические и другие свойства стали, особенно после закалки ее на аустенит [234, 235 J. Более высокое содержание кремния сильно влияет на механические свойства стали, повышая ее прочность, сообш,ая стали двухфазность и большую склонность к сигматизации. [c.284]

Сталь 20-10 с 4% Si очень склонна к сигматизации при нагреве в интервале температур 550—850° С. В этом случае достаточен нагрев в течение нескольких минут, чтобы вызвать резкое падение ударной вязкости и снижение пластических свойств, т. е. сильное охрупчивание стали (рис. 161). [c.285]

В работе [663] изучалось охрупчивание сталей марок 0Х25Н12Г2Т и 0Х25Н12ТЮ (табл. 140) в зависимости от состава и термической обработки. Установлено, что присадка 2% Мп ускоряет сигматизацию стали типа Х25Н12, а титан не оказывает большого влияния на этот процесс. [c.371]

Сталь марки Х21Н6М2Т отличается от сталей типа 18-12-Мо меньшим содержанием никеля, имеет аустенито-ферритную структуру и большую склонность к сигматизации. [c.578]

Для подавления возможного охрупчивания металла швов вследствие развития процесса сигматизации в условиях ползучести при температуре 560. .. 600 °С необходимым является ограничение верхнего предела ферритной фазы до 4. .. 5 % и проведение аустенизации сварных соединений. [c.326]

Температуру закалки этих сталей выбирают в зависимости от состава и назначения детали, она обычно состав ляет 900—1100°С Стали, предназначенные для сварных деталей, подвергают отпуску для снятия напряжений, причем температуры и время отпуска выбирают с учетом предотвращения охрупчивания стали в интервале хрупкости 475 °С и охрупчивания вследствие сигматизации сталей в интервале 650—850 °С [c.288]

Холодная пластическая деформация с обжатиями до 60 % снижает температуру начала образования а-фазы до 600 °С (выдержка 1 ч), одновременно увеличивается скорость процесса сигматизации. [c.24]

Проявляющееся иногда охрупчивание аустенитных сталей обусловлено структурными превращениями, протекающими в металле при работе в условиях высокой температуры. Наиболее частый вид охрупчивания аустенитных сталей — сигматизация. Она заключается в том, что при определенной температуре в структуре стали выпадает так называемая сигма-фаза, очень хрупкая структурная составляющая (соединение Fe r). Сигма-фаза образуется из ферритной составляющей аустенитной стали. Наиболее опасен с точки зрения выделения сигма-фазы интервал температур 650—850° С. Естественно, чем больше в стали феррита и чем дольше сталь находится в интервале опасных температур, тем больше она охрупчивается. Поэтому для паропроводов не допускается применение аустенитных сталей с содержанием феррита больше 3—4%. [c.30]

В результате длительного пребывания при высоких температурах металл шва теряет свою пластичность, т. е. охрупчивается. Различают три вида охрупчивания тепловое, сигматизация, выпадение вторичных карбидов по границам зерен. [c.133]

Сигматизация представляет собой появление в металле шва хрупкой структурной составляющей, называемой сг-фазой. Она образуется в результате длительного нагрева при температурах 550—875°С. Для предупреждения сигматйзации швов с однофазной структурой сле- [c.133]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...