Сварка мартенситных хромистых сталей

СВАРКА МАРТЕНСИТНЫХ ХРОМИСТЫХ СТАЛЕЙ [c.330]

Наиболее удовлетворительной свариваемостью обладают 12-процентные хромистые стали с содержанием углерода в пределах 0,10- 0,20%. В зависимости от соотношения легирующих элементов они могут иметь либо однородную сорбитную структуру, либо содержать до 10—15% свободного феррита. Обладая замедленной кинетикой структурных превращений, указанные стали даже при наличии высокого подогрева при сварке имеют в околошовной зоне закаленные мартенситные прослойки, для устранения которых необходим отпуск конструкции. Поэтому обязательным условием их сварки является высокий подогрев при температурах 300—450° с медленным охлаждением и последующим отпуском. Легирование 12-процентных хромистых сталей такими карбидообразующими элементами как вольфрам, ванадий, [c.31]

Для сварных соединений перлитных сталей с хромистыми использование как перлитных, так и хромистых электродов неизбежно приводит к появлению в слоях шва, прилегающих к отличному по составу основному металлу, в исходном состоянии после сварки мартенситной структуры. Как показало исследование механических свойств переходных составов шва [42 ], наилучшие показатели достигаются для швов с содержанием хрома в пределах 1—5% (возможные составы при использовании перлитных электродов). Поэтому для сварки перлитных сталей с хромистыми используются в основном электроды перлитного класса. [c.45]

Существенным недостатком хромистых сталей мартенситного класса является их разупрочнение под влиянием сварочного нагрева. Восстановить первоначальные свойства указанных сталей можно только трудоемкой двойной термообработкой — нормализацией с отпуском. Для сварки сталей мартенситного класса рекомендуется дуговая, электронно-лучевая, лазерная и контактная сварка. [c.510]

Хромистые стали мартенситного и мартенситно-ферритного классов при сварке образуют закалочные мартенситные структу- [c.246]

Эта сталь имеет высокую температуру мартенситного превращения, характерную для низкоуглеродистых 11%-ных хромистых сталей. Сталь закаливается на воздухе до твердости 400 НУ, благодаря чему не имеет склонности к растрескиванию при закалке и сварке. [c.154]

Сварка хромистых сталей мартенситного класса [c.718]

Применять ферритные или аустенитные электроды. При сварке хромистых сталей феррито-мартенситного и мартенситного класса необходимо соблюдать те же меры, что и при сварке углеродистых и легированны х сталей. [c.311]

Поскольку перераспределение напряжений и структурные превращения могут иметь место и после окончания сварки, в ряде случаев необходимы дополнительные меры, предотвращающие образование холодных трещин в не-термообработанных сварных соединениях. К ним могут относиться выдержка сварных соединений при температуре подогрева еще в течение нескольких часов для завершения превращений остаточного аустенита и эвакуации водорода, а также поддержание сварных соединений при повышенных температурах (150—200° С) вплоть до термической их обработки. Эти меры используются иногда при сварке толстостенных изделий из мартенситных 12%-ных хромистых сталей пли перлитных хромомолибденованадиевых сталей (б более 70 мм). [c.86]

Склонность хромистых сталей к закаливанию на воздухе с образованием мартенситной структуры и рост зерен в зоне термического влияния составляют основные трудности при сварке этих сталей. Сварку хромистых сталей необходимо выполнять с предварительным подогревом до температуры 200—400°. [c.289]

Стали, которые режутся удовлетворительно лишь при соответствующей термической обработке до и после резки. К этой группе относятся стали мартенситного и полуферритного класса, например хромистые стали, содержащие 12—14% хрома. К этой же группе сталей относятся и хромистые стали ферритного класса, содержащие 16—30% хрома и менее 0,3% углерода. В этих сталях после ре.зки, как и после сварки, наблюдается склонность к росту зерен феррита и снижение пластичности металла в зоне термического влияния. Поэтому после резки рекомендуется подвергать их отжигу при температуре 740— 760° С. [c.328]

Все хромистые стали сваривают с подогревом. Однако в отдельных случаях можно отказаться от подогрева. Так, низкоуглеродистые ферритные и даже мартенситные стали толщиной до 8—10 мм удается сваривать без подогрева. Иногда можно обойтись без подогрева при использовании аустенитных и аустенитно-ферритных электродов. Не требуется также подогрев при электрошлаковой сварке. Чем больше толщина свариваемой стали и чем выше степень ее легирования, особенно углеродом, тем выше должна быть температура подогрева. Низкоуглеродистые хромистые ферритные стали толщиной более 10 мм желательно сваривать с подогревом до температуры 150—180° С, жаропрочные 11—12%-ные мартенситные—с подогревом не ниже, чем до температуры 250-—300° С. [c.617]

К структуре зоны термического влияния, а следовательно и к термическим циклам нагрева и охлаждения при сварке, предъявляются различные требования, которые зависят и от материала и от условий эксплуатации изделия. В результате несоблюдения необходимых режимов структура шва и зоны влияния может значительно ухудшиться, что приведет к снижению качества сварных соединений. Так, в малоуглеродистой стали существенного изменения свойств у зоны термического влияния обычно не происходит. Низколегированные и углеродистые конструкционные стали в результате слишком быстрого охлаждения и подкалки иногда значительно снижают пластичность. В закаленных сталях (перлитного и мартенситного класса) при излишне замедленном охлаждении может произойти отпуск зоны термического влияния. Длительный нагрев высоколегированных хромистых сталей ферритного класса приводит к укрупнению их зерна, снижению пластических свойств и коррозионной стойкости. Хромоникелевые стали аустенитного класса нельзя длительное время перегревать выше температуры распада аустенита, так как при этом нарушается однородность аустенитной структуры и теряется коррозионная стойкость. [c.154]

Низкая теплопроводность хромистых сталей и повышенный градиент температур в ЗТВ — факторы неблагоприятные. Чтобы уменьшить температурный градиент в ЗТВ, который может быть особенно заметным при сварке с малым тепловложением, хромистые стали перед сваркой необходимо подогревать. Температура подогрева хромистых сталей перед сваркой должна быть разной для разных сталей. При сварке мартенситных сталей в целях уменьшения опасности возникновения холодных трещин подогрев должен быть высоким ( до 360 °С). Такой подогрев уменьшает скорость охлаждения после сварки, снижает уровень сварочных напряжений и способствует протеканию мартенситного распада 250 [c.250]

Не принципиально, но несколько иначе сказывается роль никеля при сварке аустенитными присадочными материалами высокохромистых сталей с 13 % Сг и более. Из структурной диаграммы на рис. 11.4 видно, что при сварке сталей с 25—27 % Сг (точка 6) содержание никеля в металле шва от 15 % (точка 2) до 50 % (точки 8, 9) дает в сплавах смешения только аустенитно-ферритные составляющие (линии 2—6, 6—7, 6—8 и 6—9) и не дают мартенситной составляющей. При сварке высокохромистых сталей с 13 и 17 % Сг содержание никеля в металле шва уже должно иметь определенное значение, меньшее, чем при сварке перлитных сталей, поскольку в переходных сплавах (линии 2—4, 4—7, 4—8 и 2—5, 5—7, 5—8) аустенитный шов — хромистая сталь с 13 или 17 % Сг отсутствуют чисто мартенситные зоны, а про- [c.294]

Многие из отмеченных выше недостатков в свариваемости мартенситных сталей не присущи малоуглеродистым хромистым сталям, дополнительно легированным никелем. Мартенсит, образующийся при закалке хромоникелевых сталей, отличается вследствие низкого содержания углерода высокой пластичностью и вязкостью, не склонен к образованию холодных трещин при сварке. [c.242]

Хромистые стали мартенситного класса обладают резко выраженной склонностью к воздушной закалке, и поэтому при сварке их часто образуются холодные трещины. Склонность зтих сталей к закалке возрастает с увеличением содержания углерода. Особенностью сварки этих сталей является повышенная склонность к короблениям при сварке, поскольку они имеют коэффициент теплопроводности (1=0,05-г 0,06 кал/см сек - град) в 2 с лишним раза меньший, чем у обычных малоуглеродистых сталей (1 = 0,13- 0,19 кал см - сек- град). Поэтому хромистые стали для уменьщения коробления и во избежание излишнего перегрева при сварке необходимо сваривать пламенем пониженной мощности, с удельным расходом ацетилена не более [c.212]

Мартенситные и полуферритные стали с повышенным содержанием хрома вследствие сильного замедляющего действия последнего на скорость Превращения а у, а также вследствие перемещения эвтектоидной точки у хромистых сталей к меньшему содержанию углерода склонны к воздушной закалке при нагревах во время производственных операций и при сварке и, следовательно, к резкому понижению пластичности. [c.491]

Обозначение электродов для сварки высоколегированных сталей с особыми свойствами. ГОСТ 10052—75 устанавливает 49 типов электродов для сварки хромистых и хромоникелевых сталей, коррозионно-стойких, жаропрочных и жаростойких высоколегированных сталей мартенситно-ферритного, ферритного, аустенит-но-ферритного и аустенитного классов. [c.73]

Ферритные хромистые стали подвержены межкристаллитной коррозии. Появление последней связано с выпадением карбидов. Вследствие малой растворимости углерода в феррите карбиды, имеющиеся встали, переходятв твердый раствор при более высоких, температурах, чем в случае аустенитных сталей. При охлаждении карбиды выделяются по границам зерен. При этом, по мнению Э. Гудремона [111,62], происходит обеднение хромом границ зерен и понижение их устойчивости. И. А. Левин и С. А.Гинцберг[П1,154] используя методику микроэлектрохимических исследований, показали, что границы зерен в хромистых сталях поляризуются слабее, чем основное зерно. Диффузия хрома вобъемноцентрированной решетке феррита происходит более интенсивно, чем в аустените. В связи с этим при медленном охлаждении с высоких температур или при длительном отжиге в интервале температур 550—700° С наблюдается коагуляция карбидов и выравнивание концентрации хрома. Ферритные хромистые стали при этом нечувствительны к межкристаллитной коррозии. В полуферритных сталях межкристаллитная коррозия проявляется в более слабой степени. В двухфазной стали границы зерен феррита и аустенита по разному чувствительны к межкристаллитной коррозии после различных видов термообработки. Для феррита опасно быстрое охлаждение, для аустенита — отпуск при температурах 550—700° С. Устраняется межкристаллитная коррозия нагревом при 500—700° С в случае феррита и закалкой при температуре 1050° С в случае аустенита. Поскольку мартенситные хромистые стали (для снятия закалочных напряжений) после сварки всегда подвергаются отжигу, межкристаллитной коррозий они фактически [c.176]

На кромках, подвергнутых воздушнодуговой или кислороднофлюсовой резке с отступлениями от термического режима резки, могут возникать поверхностные трещины. Сварка по таким кромкам, не прошедщим никакой предварительной механической обработки, сопряжена с опасностью образования трещин в околощов-ных зонах. Это относится в первую очередь к мартенситным хромистым сталям. [c.223]

Хром (Сг) значительно повышает прочностные характеристики, коррозионную стойкость, жаростойкость и жаропрочность сталей сужает область Ре при большом количестве дает однофазные ферритные стали. Хром понижает теплопроводность сталей, повышает их закаливаемость. Окислы хрома тугоплавкие. Сварка сталей с высоким содержанием хрома (6—30%) производится с учетом значительного окисления хрома и применением повышенного содержания ацетилена в пламени (если это допустимо по свойствам сварного шва) или флюсов. Для сварки деталей из ферритомартенситных и мартенситных хромистых сталей (12X13, 20X13) необходимо применять предварительный подогрев до 600—700 К после сварки, до охлаждения деталей, подвергать их термической обработке в печах при 920— 970 К. При сварке ферритных сталей в шве и околошовной зоне получается очень крупнозернистая структура с низкой пластичностью. В этих случаях применяется присадочный металл, аналогичный основному. [c.112]

Таблица 05. Сварочные материалы для сварки мартенсвтиых и мартенситно-ферритных хромистых сталей

Хромоникелевая сталь 20X17Н2 мартенситного класса, имеет более высокие механические свойства и коррозионную стойкость, чем у 13%-ных хромистых сталей эта сталь хорошо поддается горячей и холодной штамповке, обрабатывается резанием, сваривается всеми видами сварки твердость поверхностного слоя изделий из стали 20X17Н2 при необходимости можно повысить до НКСэ 58-60 путем газового цианирования или цементации. [c.499]

Хромистые нержавеющие стали содержат 12—14% Сг и 0,1—0,4% С. Свариваемость этих сталей (марок 1X13, Х14) вполне удовлетворительна при содержании до 0,2% С. Они обычно имеют феррито-мар-тенситную структуру. При сварке необходимо применять защитные покрытия (для предотвращения выгорания хрома) или легировать присадочный металл или электроды хромом. Стали типа 2X13, 3X13 имеют мартенситную структуру. Сварку хромистой стали рекомендуется осуществлять электродуговым способом с обязательным подогревом металла перед сваркой и последующей термической обработкой. Хромистые стали после сварки становятся хрупкими сварные швы не выдерживают больших деформаций. Вязкость сварных швов восстанавливают отжигом при 750—800°С. Предварительный подогрев до 200—300°С позволяет избежать образования трещин. [c.338]

Содержание углерода в металле шва при сварке перлитных теплоустойчивых сталей обеспечивается сварочными материалами в пределах 0,06—0,12%. Подобное содержание углерода гарантирует необходимый уровень длительной прочности швов при достаточной стойкости сварных соединений против образования трещин. При сварке мартенситных и мартенситно-ферритных 10—12%-ных хромистых сталей содержание углерода в швах составляет обычно 0,12—0,17%. Это объясняется необходимостью поддержания количества структурно-свобод-ного феррита (б-феррита) в металле шва на низком уровне. Прп увеличении содержания структурно-свободного феррита более 10% порог хладноломкости швов сдвигается в область положительных температур, а длительная прочность 11х резко снижается [2]. [c.87]

Наличие хрома в сталях значительно снижает критические скорости охлаждения в связи с замедлением процессов распада у а. В результате бездиффузи-онное превращение аустенита в мартенсит в хромистых сталях может быть получено при значительно меньшем содержании углерода, чем в простых углеродистых (рис. 4, а). При более высоком содержании хрома (рис. 4, б) устойчивость аустенита настолько высока, что даже при температуре его наименьшей устойчивости (примерно 700° С) для его распада требуется время около 300 сек. При непрерывном охлаждении, как это имеет место в условиях сварки, скорости охлаждения в области температур 800—650° С даже около 0,2° С сек приводят к получению нолностью мартенситной структуры. Оптимальные свойства, т. е. высокую прочность при достаточно высокой пластичности, такие стали получают иосле двойной термической обработки закалки и высокого отиуска. [c.157]

Сварка перлитных сталей с высокохромистыми сталями мартенситного и ферритного классов. При сварке перлитных сталей с 12%-нымп хромистыми сталями следует использовать электродные матерна.чы перлитного класса. В этом случае обеспечивается удовлетворительная пластичность и вязкость переходных участков шва с содержанием до 5% хрома вбли.зп кромкп разделкп со стороны высоколегированной стали, а также более высокая длительная прочность сварных соедпнений прп отсутствии хрупких разрушений в зоне сплавления (рис. 10). [c.207]

Хромистые нержавеющие стали с содержанием 12—14% Сг и 0,1—074% С относят к мартенситному классу. Свариваемость сталей этого класса вполне удовлетворительна при содержании до 0,2% С. При сварке необходимо предотвращать выгорание хрома путем применения защитных покрытий, содержащих кром. Хромистые стали рекомендуется сваривать электродуговым способом с обязательным подогревом перед сваркой и последующей термической обработкой. Хромистые стали после сварки получаются хрупкими, вследствие чего сварные швы не способны выдерживать больших деформаций. Вязкость сварных швов восстанавливается путем отжига при 760° С. [c.297]

Хромистые стали с содержанием хрома 17% и выше относятся к ферритному классу нержавеющих сталей. Однако образование однофазной ферритной структуры в стали зависит от содержания углерода. При содержании углерода до 0,15% сталь имеет однофазное строение, при содержании свыше 0,15% —двухфазное (феррито-мартенситное). Высокохромистые стали с содержанием 17% хрома обладают более высокой коррозионной устойчивостью, чем 12%-ные хромистые стали, особенно против воздействия азотной кислоты и ряда других сред. Эти стали применяются для изготовления химической аппаратуры (абсорбционные башни, теплообменники, баки для хранения, цистерны для транспортировки азотной кислоты и т. д.), в производстве резины, нефти, в пищевой промышленности, изготовлении насосов, болтов, гаек н других деталей машин. Они могут быть использованы так же, как и автоматная сталь, при введении в их состав в небольших количествах серы или селена. Рассматриваемые стали обладают устойчивостью против окисления до температуры 870°, хорошо полируются и обладают небольшой склонностью к наклепу по сравнению с нержавеющими сталями аустенитного класса. В тонких сечениях эти стали легко свариваются, но при изготовлении массивных сварных конструкций они склонны к сильному росту зерна при температурах выше 980°, и поэтому ихприменение ограничено. Сварку этих сталей рекомендуется производить после предварительного подогрева до температуры около 200°, так как при этой температуре стали приобретают некоторую вязкость. Для снятия напряжений эти стали после сварки следует отжигать при температуре 760°. При нагреве выше 980° в этих сталях наблюдается интенсивный рост зерна. [c.219]

Институтом электросварки им. Е. О. Патона рекомендуется сварка плавящимся электродом вереде углекислого газа хромистых сталей марки 2X13 мартенситного класса толщиной 4 и 12 мм (с содержанием углерода не более 0,18%) тонкой электродной проволокой типа 2X13 даже без предварительного и сопутствующего подогрева. Конструкции с использованием металла толщиной более 10 мм сваривают с предварительным и сопутствующим подогревом не ниже 150° С. [c.237]

Сварку перлитных сталей с высокохромистыми сталями мартенситного и ферритного классов разной структурной ориентации выполняют дуговой сваркой в среде углекислого газа. Сварные соединения перлитных сталей с 12%-ными хромистыми сталями выполняют электродными проволоками перлитного класса. При использовании названной проволоки обеспечивается удовлетворительная пластичность и вязкость переходных участков сварного соединения с содержанием 5% Сг вблизи кромки разделки со стороны высоколегированной стали, а также бадее высокая длительная прочность сварных соединений при отсутствии хрупких разрушений в зоне сплавления. [c.240]

Многие из отмеченных выше недостатков в свариваемости мартенситных сталей не присущи малоуглеродистым хромистым сталям, дополнительно легированным никелем. Мартенсит, образующийся при закалке хромоникелевой стали 06X12НЗД с низким содержанием углерода, отличается высокими пластичностью и вязкостью, не приводит к ХТ в сварных соединениях. Высокие пластические свойства малоуглеродистого мартенсита способствуют получению надежных сварных соединений, прежде всего при сварке без подогрева. Однако чувствительность сварных швов к водородной хрупкости вызывает необходимость сваривать такие стали с предварительным подогревом до 100 °С. Улучшению свариваемости таких сталей способствует также остаточный аустенит. Однако для достижения максимальных значений прочности, пластичности и ударной вязкости рекомендуется охладить сварные соединения хромоникелевых мартенситных сталей до нормальной температуры для полного у—>а-превращения, а затем подвергнуть термическому отпуску для снятия остаточных напряжений. [c.68]

Технология сварки хромистых сталей зависит от того, к какому классу относятся эти стали мартенситному, полуферритному или фердщ-ному. [c.255]

В связи с замедленностью кинетики структурных превращений сварочный нагрев приводит к образованию в околошовной зоне хрупких мартенситных структур, склонных к образованию трещин. На фиг. 11 показано изменение механических свойств хромистых сталей под воздействие.м термического цикла сварки, полученное с применением методики И.МЕТ-1 [155]. Нагрев образцов проводился в условиях воздействия термического цикла однопроходной дуговой сварки с максимальной температурой . .х = 137U4-1400°С и скоростями охлаждения в широких пределах 0,1- - [c.31]

Отмеченные особенности кинетики структурных превращений 12-процентных хромистых сталей, связанные с образованием в око-лошовной зоне и в швах мартенситных структур, требуют для устранения опасности образования трещин введения при сварке -32 [c.32]

Введение в хромистую сталь упрочняющих легирующих добавок ( , Мо, V и КЬ) делает её несколько менее чувствительной к изменениям параметров термического цикла сварки (при том же уровне углерода). Так же как и в сталях без легирующих добавок, в интервале И =600—1 град сек наблюдается мартенситная структура. Добавки уменьшают склонность стали к росту зерна в околошовной зоне при замедленном охлаждении, а также несколько снижают склонность к подкалке. Так, для стали 15Х11МФ уменьшение с 10 до 0,1 градкек вызывает не снижение, а рост пластичности с 17 до 28%, а изменение с 600 до [c.258]

Полуферритные хромистые стали (марок 1X13, Х18, Х17К2) также склонны к частичной закалке и трещинообразованию, поэтому при их сварке желателен предварительный подогрев до 200—250°. Сварка их ведется теми же способами, что и сварка хромистых сталей мартенситного класса. Применяется нормальное или слегка науглероживающее пламя. Эти стали также склонны к перегреву и росту зерна, вследствие чего их следует сваривать с максимально возможной скоростью. После сварки изделие следует охладить до 100— 150° и затем подвергнуть отпуску с нагревом в печи до установленной температуры. Стали этого типа реже дают грещины при сварке благодаря наличию в их структуре достаточно пластичной ферритной составляющей. Высоколегированные ферритные хромистые стали (марок Х17, Х28) весьма склонны к росту зерна в зоне термического влияния при длительном нагреве. Поэтому применение газовой сварки для этих сталей вообще нежелательно. [c.213]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...