Сварка жаропрочных перлитных сталей

СВАРКА ЖАРОПРОЧНЫХ ПЕРЛИТНЫХ СТАЛЕЙ Состав и свойства сталей [c.318]

СВАРКА ЖАРОПРОЧНЫХ ПЕРЛИТНЫХ СТАЛЕЙ [c.319]

Какие основные требования предъявляют к химическому составу присадочных материалов для сварки жаропрочных перлитных сталей [c.324]

При сварке жаропрочных перлитных сталей в интервале температур от 200 до 300° С (при быстром охлаждении) может образо-. ваться мартенситная структура, соответствующая частичной или полной закалке. Мартенсит — хрупкая структурная составляющая, имеющая больший объем, чем феррит и перлит. Эта составляющая создает внутренние напряжения, что способствует образованию холодных трещин. Для предотвращения образования структур применяют предварительный и сопутствующий подогревы. Режимы этих подогревов регламентированы (табл. 5.1). Если сварочные работы проводятся при температуре окружающего воздуха ниже 0° С, то подогрев должен быть на 50 °С выше, чем указано в табл. 5.1. [c.147]

В связи с этим сварочные материалы, предназначенные для сварки жаропрочных перлитных сталей, должны обеспечивать химический состав металла шва, близкий к химическому составу основного металла. [c.228]

Для ручной дуговой сварки жаропрочных перлитных сталей используются электроды с основным (фтористо-кальциевым) покрытием, изготовленные на малоуглеродистой сварочной проволоке с введением легирующих элементов через покрытие. Основной тип покрытия обеспечивает повышенную раскисленность металла шва при малом содержании в нем водорода и неметаллических дисперсных включений, а также достаточно надежную газовую защиту плавящегося металла от азота воздуха. Это позволяет получить сочетание высоких прочностных и пластических свойств швов. Однако для электродов с покрытием этого типа характерна повышенная склонность к образованию пор в швах при удлинении дуги, наличии ржавчины на поверхности свариваемых кромок и небольшом увлажнении покрытия. В связи с этим рекомендуются сварка предельно короткой дугой, тщательная очистка свариваемых поверхностей и сушка электрода перед их применением. Электроды малого диаметра (ЦЛ-38, ЦЛ-39), используемые в основном для монтажной сварки труб поверхностей нагрева котлов, отличаются повышенной надежностью газовой защиты плавящегося металла, что позволяет обеспечить плотные швы в условиях, когда поддерживать короткую дугу достаточно сложно. [c.231]

При термообработке конструкций из жаропрочных перлитных сталей используют обычно отпуск, он может применяться также как местная термическая обработка. Отпуск стабилизирует структуру (твердость) сварного соединения и снижает остаточные напряжения. С увеличением содержания хрома, молибдена, ванадия и других элементов, повышающих релаксационную стойкость сталей, температура отпуска и время выдержки должны увеличиваться. Недостатком отпуска является невозможность полного выравнивания структуры, в частности устранения разупрочненной прослойки в зоне термического влияния сварки, что может быть достигнуто только при печной термической обработке всей конструкции (табл. 7.10). [c.322]

Холодные трещины — хрупкие разрушения сварных соединений жаропрочных перлитных сталей, могут возникать в процессе сварки или непосредственно после ее окончания в результате образования метастабильных структур (троостита, мартенсита) в участках околошовной зоны, нагретых выше температуры Асз вследствие дополнительного охрупчивания сварных соединений под влиянием водорода и действия силового фактора. Последний определяется величиной и характером сварочных напряжений. Суммирование напряжений, вызванных неравномерным нагревом и структурными превращениями, может привести к исчерпанию пластичности охрупченных участков сварного соединения и вызвать его разрушение. [c.226]

Основными способами сварки, используемыми при изготовлении конструкций из жаропрочных перлитных сталей, являются дуговая и электроконтактная. Электроконтактная сварка используется в основном для выполнения стыковых соединений труб поверхностей нагрева котлов в заводских условиях. В подавляющем большинстве других случаев используется дуговая сварка покрытыми электродами, в защитных газах и под флюсом. [c.229]

При изготовлении конструкций из жаропрочных перлитных сталей используют обычно отпуск. Его преимущество заключается в том, что он может быть использован в качестве местной термической обработки. Отпуск стабилизирует структуру (твердость) сварного соединения и снижает остаточные напряжения. С увеличением содержания хрома, молибдена, ванадия и других элементов, повышающих релаксационную стойкость сталей, температура отпуска и время выдержки должны увеличиваться. Особую опасность представляет отпуск сварных соединений хромомолибденованадиевых сталей при пониженных температурах в связи с возможностью дисперсного твердения, вызванного выпадением в околошовной зоне карбидов ванадия и образованием трещин при термической обработке. Недостатком отпуска является невозможность полного выравнивания структуры, в частности устранения разупрочненной прослойки в зоне термического влияния сварки. Последнее может быть достигнуто, как уже отмечалось выше, применением печной термиче- [c.230]

При изготовлении сварных конструкций из жаропрочных перлитных сталей используются в основном два способа дуговая сварка плавящимся электродом в углекислом газе и аргонодуговая сварка вольфрамовым электродом. [c.232]

Анализ большого количества испытаний образцов сварных соединений на длительную прочность показывает, что, как правило, ее уровень зависит прежде всего от степени легирования стали и ее термического состояния перед сваркой. Для относительно слабо легированных перлитных сталей (углеродистых и хромомолибденовых), а также большинства аустенитных сталей на железной основе длительная прочность сварных соединений относительно мало отличается от соответствующих показателей для основного металла. Для хромомолибденованадиевых и 12-процентных хромистых жаропрочных сталей, являющихся термически нестабильными, уровень длительной прочности сварных соединений, и прежде всего их деформационная 22 [c.22]

Для массивных сварных конструкций из перлитных сталей повышенной жесткости, требующих подогрева при сварке, в ряде случаев необходимым является проведение операции термической обработки изделия непосредственно после сварки, без промежуточного охлаждения изделия перед термической обработкой. Необходимость соблюдения этого условия определяется опасностью появления трещин в закаленных зонах сварного соединения, образующихся при охлаждении до 50—200° изделия, сваренного с подогревом. Проведение немедленной термической обработки без охлаждения изделия после сварки позволяет устранить закаленные зоны и, следовательно, уменьшить опасность трещинообразования. Для сварных конструкций из хромистых жаропрочных сталей большой жесткости при толщине деталей, свариваемых с подогревом в 300—400°, свыше 30—50 мм необходимо после сварки охладить изделие до 120—150°, после чего производить отпуск. [c.92]

Низкий отжиг позволяет устранить остаточные напряжения от сварки в углеродистых сталях и значительно снизить их в перлитных жаропрочных сталях. Лучшие результаты дает отжиг всего изделия. Но даже местный нагрев сварного шва газовыми горелками оказывается полезным. [c.143]

В комбинированных сварных конструкциях из разнородных сталей высокотемпературных установок находят применение стали разного уровня жаропрочности. По сочетанию свариваемых сталей они могут быть разделены на конструкции из сталей одного структурного класса, но разного легирования (конструкционные с теплоустойчивыми сталями, аустенитные стали разного уровня жаропрочности) и конструкции из сталей разного структурного класса, среди которых наиболее распространены соединения перлитных сталей с аустенитными и мартенситными или ферритными высокохромистыми сталями. Основные типы подобных конструкций, условия их сварки и требования к их работоспособности изложены в монографии автора [29]. [c.251]

Основы технологии сварки оплавлением. Установочная длина для стержней 0,5—1,5 диаметра, для труб не более 3—4 толщин стенки трубы. Для сварки разнородных материалов их установочная длина определяется электрическим сопротивлением. Например, при сварке малоуглеродистой стали с инструментальной вылет детали из малоуглеродистой стали равен 1 диаметру, из инструментальной стали — 0,5 диаметра при сварке малоуглеродистой стали с аустенитной соответственно — 1,2 и 0,5 диаметра, стали с латунью — 1,5 и 1,5 диаметра, стали с медью —2,5 и 1 диаметру. Температура предварительного подогрева для стали 800—1100°. Длительность нагрева составляет 3—5 сек при сварке труб малого сечения, 1—3 мин — при сварке рельсов и 3—8 мин — при сварке толстостенных труб. Скорость оплавления (мм/сек)-, для малоуглеродистых сталей 2—6, аустенитных сталей 5—7, цветных металлов 8—16. Скорость осадки для малоуглеродистой стали 12—15 мм/сек, аустенитной стали 30—50 мм/сек. Удельное давление осадки кгс/мм )-. для малоуглеродистых сталей 3—12, для перлитных сталей 5—15, для жаропрочных аустенитных сталей 15—50. [c.189]

Для сварки легированных перлитных жаропрочных сталей ЦНИИТМАШем создано значительное число марок электродов (табл. 17—22), предназначенных для изготовления сварных конструкций, работающих в условиях высоких температур (до 600°). К этой группе относятся электроды ЦУ-2М ЦЛ-14 ЦУ-2МХ ЦЛ-12 ЦЛ-13 ЦЛ-17 и др. [c.141]

Электроды для сварки легированных перлитных жаропрочных сталей [c.152]

Состав покрытий электродов, применяемых при сварке легированных перлитных жаропрочных сталей (в весовых %) [c.154]

Толщина и отношение веса покрытий и режимы прокалки электродов, предназначенных для сварки легированных перлитных жаропрочных сталей [c.155]

Режимы тока и коэффициенты наплавки и перехода металла в шов при сварке легированных перлитных жаропрочных сталей [c.155]

Основными способами сварки жаропрочных перлитных сталей являются дуговая покрытыми электродами, в защитных газах и под флюсом. Подготовку кромок деталей под сварку производят механической обработкой. Допускается применение кислородной или плазменнодуговой резки с последующим удалением слоя поврежденного металла толщиной не менее 2 мм. [c.321]

Сварка имеет исключительно важное значение в производстве основных деталей паровых турбин. Сваривают стали как одноименны.ч,. так и разноименных марок. Переднюю часть корпуса цилиндра часто выполняют из литой жаропрочной перлитной стали, а заднюю — из углеродистой литой стали. Нередки случаи применения ковано-литых конструкций. Очень ответственной областью сварки является заварка мест расположения дефектов в литых заготовках после вырубки раковин, рыхлот и других дефектов. Наплавка металла (в случае недопустимых немерностей) также важная операция. Существуют ответственные сварно-кованые конструкции роторов и отдельных их элементов (лопаток, бандажей), а также диафрагм и направляющих аппаратов. [c.434]

В связи с тем что растворимость диффузионно-подвижного водорода при нормальной температуре в низколегированных сталях мала, давление его в несплошностях жаропрочной перлитной стали может достигать 0,0981 10 МПа, что может приводить к образованию микротрещин (флокенов) в охрупченных участках сварного соединения. В связи с этим для сварки рекомендуют использовать низководородные сварочные материалы (электроды с основным покрытием, осушенные защитные газы, прокаленные флюсы). [c.319]

Сварка в защитных газах при изготовлении сварных конструкций из жаропрочных перлитных сталей может быть двух видов дуговая сварка плавящимся электродом в углекислом газе и аргонодуговая сварка вольфрамовым электродом. При сварке молибденовых, хромомолибденовых и хромомолибденованадиевых сталей следует использовать одну из марок проволок, содержащих молибден, хром и молибден или хром, молибден и ванадий (Св-08МХ, Св-08ХМ, Св-08ХМФА и др.), в зависимости от состава свариваемой стали. [c.323]

Сталь 20ХЗМВФ — сложнолегированная. Она содержит хром, молибден, вольфрам и ванадий. Это самая жаропрочная перлитная сталь. Предназначена для работы при 550—560° С в течение 100 000 ч. Рекомендуемый режим термической обработки — закалка с последующим отпуском. Прокаливается насквозь в сечениях до 900 мм. Для сварки стали 20ХЗМВФ разработаны электроды. [c.193]

Металлургическая свариваемость жаропрочных перлитных сталей, определяемая отношением металла к плавлению, металлургической обработке и последующей кристаллизации шва. не вызывает существенных осложнений. Технология сварки и сварочные материалы на современном уровне обеспечивают необходимую стойкость металла шва против образования торячих трещин и высокие характеристики, предъявляемые к основному металлу. [c.225]

В связи с тем, что растворимость диффузионно подвижного водорода при нормальной температуре в низколегированных сталях мала, а между его концентрацией и равновесным парциальным давлением в газовой фазе существует квадратичная зависимость, водород способен создавать в несплошностях металла значительные давления, что может приводить к образованию микротрещин (флокенов) в охрупченных участках сварного соединения. Так, при температуре 20 °С и концентрации водорода в металле 5 мл/ЮО г давление его в несплошностях жаропрочной перлитной стали может достигать 0,0981 10 МПа (10 ат). При 200 °С давление водорода в несплошностях снижается примерно на три порядка [3]. В связи с этим для сварки рекомендуется использовать низководородные сварочные материалы (электроды с основным покрытием, осушенные защитные газы, прокаленные флюсы). [c.226]

Сварка конструкций из жаропрочных перлитных сталей 15ХМФКР и 12Х2МФБ, работающих при температурах до 600° С. Рекомендуются также для сварки тонкостенных изделий из всех теплоустойчивых перлитных сталей, например для монтажной сварки труб пароперегревателей (диаметр электрода не более 2,5 мм) [c.447]

При выборе сварочных материалов для перлитных сталей обычно используется принцип близости химического состава наплавленного и основного металлов. Лишь при сварке хромомолибденованадиевых сталей высокой жаропрочности (15Х1М1Ф, ЭИ415 и др.) состав наплавленного металла в определенной степени отличается от состава свариваемой стали. Как правило, содержание углерода в наплавленном металле выбирается на низком уровне. [c.27]

В рассматриваемой конструкции цилиндра мощной паровой турбины на параметры 580°, 240 ата (фиг. 56) наиболее напряженные узлы гильзы паровпуска, тройники, сопловые коробки и внутренний цилиндр выполнены из жаропрочной хромистой стали марок 18X11МФБ и ХИЛА, а паропровод и внешний цилиндр — из перлитных теплоустойчивых сталей. Подобное конструктивное решение позволило повысить надежность работы изделия, так как использованные хромистые стали при температуре 580° обладают заметно более высокой жаропрочностью и длительной пластичностью, чем теплоустойчивые перлитные стали, для которых эта температура является предельной. Рассматриваемая конструкция стала возможной в результате проведения большого объема исследовательских и опытно-промышленных работ по освоению сварных соединений хромистых сталей с перлитными. Рекомендации по сварке и оценке работоспособности подобных соединений приведены в п. 5 главы П. [c.104]

Указанные электродные материалы с однофазной аустенитной структурой шва применяют и при сварке перлитных сталей с термоупрочняемыми жаропрочными аустенитными сталями и никелевыми сплавами. [c.397]

При использовании сталей, склонных к образованию трещин при термической обработке, следует избегать соединений высокой жесткости, например, типа показанных на рис. 56 вварных толстостенных штуцеров в сосудах. При повышенной жесткости сварных соединений, например, в сварных узлах паропроводов из Сг-Мо-У стали при толщине стенки свыше 20—30 мм или сварных штуцерах с непосредственной сваркой труб любой толщины друг с другом, нужно вводить операцию зачистки наружной поверхности швов до плавного сопряжения с основным металлом перед термической обработкой, чтобы исключить эффект концентрации напряжений. Целесообразно в ряде случаев рассматривать вопрос о возможности перехода к высокотемпературной термической обработке (нормализации для перлитных сталей и аустенитизации для аустенитных). Можно также вводить предварительную облицовку кромок, так как в этом случае жесткость сварного соединения заметно меньше и степень повреждения границ зерен око-лошовной зоны при воздействии ТДЦС также снижается. Для высоколегированных аустенитных сталей и сплавов на никелевой основе повышенной жаропрочности целесообразным бывает использование металла, выплавленного по совершенной металлургической технологии, применение мелкозернистого материала и ряд других методов, детально рассмотренных в главах, посвященных соответствующим типам материалов. [c.103]

Стали второй группы — сильхромы — характеризуются повышенной жаростойкостью в среде горячих выхлопных газов и используются для изготовления клапанов двигателей внутреннего сгорания. Оптимальные свойства сильхромы имеют после обработки на сорбит. Так, сталь 40Х10С2М закаливают после нагрева до 1030 °С и отпускают при 720 - 780 °С. Чем больше содержание хрома и кремния в стали, тем выше ее рабочая температура. Жаропрочность сильхромов позволяет применять их при температурах не выше 600 - 650 °С при более сложных условиях эксплуатации клапаны мощных двигателей изготовляют из аусте-нитных сталей. Сильхромы не содержат дорогих легирующих элементов и используются не только для клапанов двигателей, но и для крепежных деталей моторов. Технологические свойства сильхромов хуже, чем у перлитных сталей. Особенно затруднена их сварка, требуются подогрев перед сваркой и последующая термическая обработка. [c.502]

Высокохро.мистые жаропрочные стали мартенситно-ферритного класса по своим физическим свойствам близки к перлитным сталям. Их отличительная особенность — микроструктура, состоящая из смеси сорбита, мартенсита и феррита, что создает меньшую технологичность этих сталей, чем перлитных. Основная особенность структурных превращений в этих сталях — образование мартенситных прослоек в околошовной зоне и остаточного аустенита, что приводит к появлению холодных трещин. Поэтому необходимые условия при сварке этих сталей—высокий подогрев с последующей двойной термообработкой — низким и высоким отпуском. При сварке с большим тепловложением сказывается другая особенность этих сталей — появление избыточного количества структурно-свободного феррита, содержание которого более 5% резко сдвигает температурный порог хладноломкости. [c.149]

Сварка перлитных сталей с нержавеющими и жаропрочными аустенитными сталями. При сварке перлитных сталей с аустенитными необходимо использовать электродные материалы аустенитного класса с достаточным запасом аусте-нптностн наплавленного металла для предотвращения образования малонластичных участков с мартенситной структурой в корневых слоях и участках, примыкающих к перлитной стали. Рекомендации по выбору сварочных материалов в завнспмости от сочетання сталей и условий работы конструкции приведены в табл 7. [c.209]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...