Сварные соединения теплоустойчивых сталей

СВАРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ ТЕПЛОУСТОЙЧИВЫХ СТАЛЕЙ Свариваемые стали [c.169]

На работоспособность при высоких температурах сварных соединений теплоустойчивых сталей основное влияние оказывает легирование основного металла и шва, а также термическая обработка заготовок и изделий после сварки. С повышением уровня легирования основного металла и особенно с переходом к термически упрочняемым (улучшаемым) сталям возрастает, как правило, неоднородность структуры и свойств отдельных участков сварного соединения, а также склонность его к хрупким разрушениям. [c.183]

Значения пределов длительной прочности основного металла, шва и сварных соединений теплоустойчивых сталей [c.183]

Карета Н. Л. Исследование ползучести металла сварных соединений теплоустойчивых сталей. — Автоматическая сварка , 1959, Я 1 и 8 1960, Я 2. [c.267]

Предлагаемая методика применяется и для оценки склонности к локальным разрушениям сварных соединений теплоустойчивых хромомолибденованадиевых сталей. Результаты выполненных испытаний позволили определить влияние исходной прочности стали, режима термической обработки и ряда других факторов. [c.143]

Рис. 1.14. Типичная неоднородность размера зерна (номер) и твердости HV по зонам сварного соединения теплоустойчивой r-Mo-V стали с влиянием параметров структуры и свойств на повреждаемость (/п - F) при ползучести

Повышение стойкости против локального разрушения по ЗТВ< сварных соединений (трещины типа III, аналогичные повреждению сварных соединений теплоустойчивых хромомолибденованадиевых сталей) в процессе эксплуатации паропроводов при температуре 565. .. 600 °С достигается [c.326]

Большинство теплоустойчивых перлитных сталей проявляют при сварке склонность к образованию холодных трещин, обусловленных сварочными напряжениями и структурными прев ращениями. Прочность и пластичность сварных соединений этих сталей, а также качество соединений, в значительной степени определяются тепловыми режимами оварки. При неблагоприятных термических режимах вследствие быстрого отвода тепла в околошовной зоне может быть превышена критическая скорость охлаждения, в результате чего в этой зоне образуются структуры закалки, которые при воздействии усадочных и структурных напряжений обусловливают повышенную склонность металла к образованию трещин и к хрупкому разрушению. С целью предотвращения этих явлений при сварке применяется предварительный и сопутствующий подогревы. [c.116]

Термическая обработка сварных соединений. Сварные конструкции теплоустойчивых сталей в большинстве случаев не могут эксплуатироваться непосредственно после сварки и требуют термической обработки для снятия внутренних [c.87]

Применение конструкционных низколегированных сталей повышенной и высокой прочности, теплоустойчивых и жаропрочных хромомолибденованадиевых, нержавеющих хромоникелевых сталей, биметаллов и композиционных материалов для изготовления аппаратов актуализирует проблему механической неоднородности. Механическая неоднородность, заключающаяся в различии механических характеристик зон (шва Ш, зоны термического влияния ЗТВ и основного металла) сварного соединения, является, с одной стороны, следствием локализованных температурных полей при сварке структурно-неравновесных сталей, с другой - применения технологии сварки отличающимися по свойствам сварочных материалов с целью повышения технологической прочности. [c.93]

Длительное пребывание металла при температурах 1200. .. 1250 °С, приводя к необратимым изменениям в его структуре, сни-жает прочностные и пластические свойства. Это повышает склонность сварных соединений теплоустойчивых сталей к локальным (околошовным) разрушени- [c.372]

Трещины прн термической обработке возникают также в сварных соединениях теплоустойчивых сталей, в первую очередь легированных ванадием, молибденом и хромом. Одна из подобных зародышевых трещин на наружной поверхности у усиления шва (рис. 57) явилась, как указывалось выше, очагом эксплуатационного разрушения стыка паропровода стали 15Х1М1Ф после 60 тыс. ч эксплуатации при температуре 535—565 С (рис. 57, а). Примеры их появления в турбинных сварных конструкциях изложены в [93], Термическая обработка может приводить к трещинам и в изделиях из аустенитных нержавеющих и жаропрочных сталей, как правило, легированных ниобием или титаном. Наиболее вероятно их возникновение в изделиях большой толщины и сложной конфигурации, особенно при сочетании разиостенных элементов. С повышением жаропрочности сталей и прежде всего с повышением в них содержания ниобия и титана возможность появления указанных трещин возрастает, а сами трещины могут быть настолько большими, что приводят к браку изделия. На рис. 58 показан эскиз ротора газовой турбины, состоящего из двух сваренных между собой дисков из стали X15Н35ВЗТ диаметром 500 мм и привариваемого к ним стакана диаметром 400 мм при калибре швов 30 мм. Ротор после сварки был стабилизирован по режиму 700° С — 15 ч, что привело к появлению в районе околошовной зоны одного из дисков, а также у концентратора в месте перехода от горизонтального к вертикальному участку, большого числа [c.95]

Диффузионные прослойки могут возникать и развиваться /во время сварки, термообработки и эксплуатации при высоких температурах. Они являются причинами снижения свойств данных сварных соединений и возможных преждевременных разрушений комбинированных конструкций в различных условиях эксплуатации. Их развитие, связанное преимущественно с диффузией углерода, может приводить в сварных соединениях углеродистых и низколегированных конструкционных сталей с теплоустойчивыми и жаропрочными сталями к появлению обезуглеро-женных и науглероженных прослоек (рис, 129, а). В сварных соединениях теплоустойчивых сталей обычно структурно выяв- /1яется. лишь науглероженная прослойка (рис. 129, б). [c.252]

Таким образом, микроструктура зон сварных соединений теплоустойчивых сталей 12Х1МФ и 15Х1М1Ф характеризуется значительной неоднородностью, обусловленной тепловыми условиями сварки и структурным исходным состоянием свариваемой стали. [c.41]

Влияние химического состава на образование горячих (кристаллизационных) трещин в сварных соединениях теплоустойчивых сталей в обобщенном виде представлено в табл. 2.2. По среднему химическому составу (в рамках допускаемого по стандарту уровню) металл швов и околошовной зоны сталей 12Х1МФ и 15Х1М1Ф можно отнести к категории не чувствительного к горячим трещинам. Вместе с тем, при неблагоприятном химическом составе склонность металла к такому виду повреждения заметно повышается (значения в скобках). Более того, при недопустимо высоком содержании серы (в качестве примера) и пониженном содержании марганца (меньше 6 %) склонность к горячим трещинам резко возрастает. [c.88]

В сварных соединениях теплоустойчивых сталей появлению поперечных и продольных холодных трещин в металле швов и ЗТВоз способствуют следующие причины [c.89]

Зарождение и развитие холодных трещин протекает во времени, в течение которого в сварном соединении могут продолжаться процессы перераспределения напряжений, структурных превращений и диффузии водорода. В связи с этим образование холодных трешин в термически необработанных сварных соединениях может происходить в течение нескольких суток после окончания сварки [32]. Из этого следует, что эффективными мерами борьбы по предупреждению холодных трещин в сварных соединениях теплоустойчивых сталей является подофев при сварке, прокалка сварочных материалов (покрытых электродов, флюса) с целью удаления из них влаги как источника диффузионного водорода, проведение послесварочной термической обработки (термического отдыха, высокого отпуска). Предварительный и сопутствующий подогрев выполняет ряд функций [c.91]

Рис. 2.14. Типичные повреждения сварных соединений теплоустойчивых сталей (на примере стали 15Х1М1Ф), вызванные нарушением оптимальной сварочно-термической технологии

Перспективность применения сварных соединений из сталей разных классов, условно иногда называемых композитными , определяется также и тем, что в большинстве деталей турбин распределение рабочих температур является неравномерным, причем, как правило, до температур, требующих использования аустенитных сталей, нагрета лишь относительно небольшая часть детали, непосредственно соприкасающаяся с рабочей средой. В настоящее время, в связи с широким использованием охлаждения основных элементов турбин, неравномерность распределения температур, а следовательно, и возможность применения сварных конструкций из разнородных сталей еще более возрастают. Необходимо также учитывать, что жаропрочные аусте-нитные стали обладают пониженной длительной пластичностью при температурах 500—600 (в завцсимости от марки стали), а при более низких температурах менее прочны, чем наиболее распространенные перлитные теплоустойчивые стали. Поэтому применение сварных конструкций из разнородных сталей приводит к более рациональному распределению материала в изделии и в ряде случаев — к повышению работоспособности последнего. [c.44]

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]

Рис. 1.9. Типичная микроструктура зон сварного соединения теплоустойчивых хромомолибденованадиевых сталей с металлом шва 09Х1МФ

Рис. 1.12. Характерная неоднородность микроструктуры зон сварного соединения теплоустойчивых хромомолибденованядиевых сталей

Рис. 1.16. Распределение твердости НУ по зонам сварного соединения теплоустойчивой r-Mo-V стали с металлом шва 09Х1МФ для основного металла (ОМ)

Разупрочнение металла шва 09X1МФ на базе 10 . .. 2 10 при 545. .. 560 °С отражается на снижении коэффициента прочности до фа> = 0,5. .. 0,6 по сравнению с регламентированным фц, = О, 7 коэффициентом прочности сварных соединений теплоустойчивых хромомолибденованадиевых сталей (рис. 1.25) [13] разупрочнение металла швов может достигать значений Умш = 0,7. .. 0,9. [c.52]

Повре каения сварных соединений паропроводов из хромомолибденовых сталей, связанные с накоплением микроповрежденности металла зон при ползучести, носят редкий эпизодический характер. Следует отметить, что сварные соединения таких сталей [И], относящихся к категории более технологичных и умеренно теплоустойчивых материалов по сравнению с хромомолибденованадиевыми сталями, характеризуются высокой надежностью в процессе длительной эксплуатации паропроводов при ползучести до 3 10 ч и более при температуре 510 °С (на примере сварных соединений стали 12МХ). [c.70]

Рис. 2.6. Возникновения термической трещины в околошовней зоне ЗТВо, сварных соединений теплоустойчивых хромомолибденованадиевых сталей (на примере стали 15Х1М1Ф) при повторном нагреве

Считается, что при Psr < О - расчет по формуле (2.11) и при д G < 2 % -расчет по формуле (2.12), сварные соединения сталей не чувствительны к термическим трещинам повторного нафева. По этим показателям сварные соединения теплоустойчивых хромомолибденованадиевых сталей проявляют высокую склонность к такому виду повреждений. Менее склонным к термическим трещинам характеризуется металл швов 09Х1М (см. табл. 2.2). Элементами, вызывающими максимальное дисперсионное охрупчивание зон сварного соединения при повторном нафеве, как следует из формул (2.11) и (2,12), являются V, С, Ni, Ti и в меньшей степени Мо. [c.97]

При выборе параметров испытаний (уровней напряжений, температуры) необходимым условием является обеспечение межзеренного повреждения (разрушения) металла в процессе испытания идентичного эксплуатационному при ползучести. Для сварных соединений теплоустойчивых хромомолибденованадиевых сталей с типичным эксплуатационным межзеренным повреждением металла ЗТВр такие области параметров испытаний были установлены по результатам комплексных исследований, проведенных в АООТ "ВТИ" [68]. В обобщенном виде оптимальные области в координатах напряжение а - температура t показаны на рис. 3.6. [c.167]

Заслуживают Особого внимания исследования, посвященные разработке режимов ТЦО для малоуглеродистых легированных сталей, применяемых в энергомашиностроении, и в частности в атомном. Для получения строго регламентированного химического состава шва сварку крупногабаритных изделий для атомных электростанций ведут по элек-трошлаковой технологии. Но электрошлаковая сварка (ЭШС) сильно увеличивает, размеры зерен в шве и околошовной зоне, чем снижает пластичность, ударную вязкость и критическую температуру. А именно эти свойства должны быть наилучшими. Поэтому в НПО ЦНИИТмаш разработана соответствующая технология ТЦО сварных соединений из теплоустойчивой стали 10ГН2МФЛ [45].. Впоследствии было установлено положительное влияние ТЦО перед ЭШС на механические свойства сварных соединений из стали ЮГН2МФА [237]. Режим ТЦО состоял из двух нагревов (765 и 965 °С) и охлаждений (500 и 20 °С) на воздухе. Результаты этой работы приведены в табл. 7.10. [c.224]

Меньшая пластичность металла легированных перлитных швов по сравнению с основным металлом и прежде всего его большая чувствительность к концентраторам напряжений предъявляет повышенные требованпя к полноте контроля швов с точки зрения отсутствия в них различного рода дефектов тина несплавлений, шлаковых включений п, особенно, трещип. Повышенные требования предъявляются и к точности выдерживания режима отпуска сварных соединений теплоустойчивых перлитных и беинитных сталей, так как даже при сравнительно небольших отклонениях от оптимального режима пластичность металла шва останется на низком уровне. [c.123]

Это соотношение для различных сварных соединений нз теплоустойчивых сталей различно. Сопоставление химического состава приведенных выше сталей и длительной прочности металла шва и сварных соединений показывает, что уменьшение коэффициента теплоустойчивости сварных соединений тем больше, чем больше проявление чувствительности сталей к закалке в процессе сварки, и соответственно с этим, чем меньше их пластичность в околошовной зоне. Так, например, длительная прочность сварнолитых соединений из стали 20ХМЛ практически соответствует длительной прочности стали. Коэффициент прочности сварных соединений в этом случае равен 1, в го время как для сварных соединений из стали 15Х1М1Ф он будет 0,8, а из стали 15ХМФКР — всего лишь 0,6— 0,62. Если при том учесть, что длительная прочность металла шва, как правило, находится на уровне длительной прочности свариваемых сталей, а разрушение сварных соединений также происходит по свариваемой стали в районе белой полоски, то станет ясным, что оценка теплоустойчивости сварных соединений не должна только ограничиваться отношением длительной прочности сварного соединения к длительной прочности стали. [c.163]

При термической обработке сварных соединений высокохромистых сталей необходимо также учитывать назначение и условия работы конструкции. Для теплоустойчивых высокохромистых сталей термическая обработка должна обеспечить требуемые от конструкции жаропрочность и жаропластичность. Для этого сварные соединения жаропрочных высокохромистых сталей чаще всего подвергают отпуску при 720—770 °С. [c.187]

Для получения сварных соединений, обладающих высокой работоспособностью, после сварки, как п )ани.то, необходима термообработка для восстановления свойств мотал.ла в зоне термического влияния. Режим термообработки определяется примени-Т8Л1.Н0 к данной марке теплоустойчивой стали. Исключение составляют сварные соединения из молибденовых и хромомолибденовых сталей толщиной менее 10 мм и из хромомолибдеповападие-вых толщиной менее 6 мм. [c.240]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...