Свойства сварных соединений аустенитных сталей и сплавов

СВОЙСТВА СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ АУСТЕНИТНЫХ СТАЛЕЙ И СПЛАВОВ [c.230]

Ниже, в общ,ей форме, рассматриваются наиболее важные характеристики свойств сварных соединений аустенитных сталей и сплавов — кратковременные механические свойства, длительная прочность и пластичность, коррозионная стойкость и окалино-стойкость. [c.230]

Аустенитные стали и сплавы работают в условиях самых различных температур, нагрузок и сред. Поэтому и к сварным соединениям этих сталей и сплавов предъявляются самые разнообразные требования, в зависимости от назначения сварной конструкции. Получение заданных механических свойств, требуемой жаропрочности, стойкости сварных швов против жидкостной или газовой коррозии определяется, естественно, прежде всего композицией шва, его структурой и термической обработкой. Но очень многое зависит и от технологии и техники сварки. [c.230]

Высоколегированные аустенитные стали и сплавы обладают комплексом положительных свойств. Поэтому одну и ту же марку стали иногда можно использовать для изготовления изделий различного назначения, например коррозионно-стойких, хладостойких, жаропрочных и т.д. Б связи с этим и требования к свойствам сварных соединений будут раз- [c.359]

При работе на открытом воздухе всегда возможно сдувание защитной атмосферы и ухудшение, вследствие этого, качества сварного соединения. При наличии проволоки соответствующего состава можно пойти на сварку без всякой защиты зоны сварки от воздуха — требуемые свойства металла шва обеспечиваются и при свободном доступе воздуха к месту сварки. Сварку незащищенной дугой можно выполнять электродом сплошного сечения или порошковой проволокой [42]. В первом случае неизбежно обогащение металла шва азотом и кислородом, во втором— может быть создана газошлаковая защита металла шва от окружающей атмосферы за счет компонентов, запрессованных внутри трубчатого электрода. В применении к аустенитным сталям и сплавам проволока сплошного сечения стоит значительно дешевле, чем порошковая. Поскольку невозможно избежать повышения содержания кислорода и азота в металле шва при сварке сплошной голой проволокой незащищенной дугой, должны быть приняты меры для нейтрализации отрицательного действия этих газов. [c.348]

Помимо сложности получения на аустенитных высоколегированных сталях и сплавах швов без горячих трещин имеются и другие трудности, обусловленные спецификой их использования. К сварным соединениям на жаропрочных сталях предъявляется требование сохранения в течение длительного времени высоких механических свойств при повышенных температурах. Большие скорости охлаждения металла шва при сварке приводят к фиксации неравновесных по отношению к рабочим температурам структур. Во время эксплуатации при температурах выше 350 °С в результате диффузионных процессов в стали появляются новые структурные составляющие, приводящие обычно к снижению пластических свойств металла шва. [c.355]

Высоколегированные стали и сплавы составляют значительную группу конструкционных материалов. К числу основных трудностей, которые возникают при сварке указанных материалов, относится обеспечение стойкости металла шва и околошовной зоны против образования трещин, коррозионной стойкости сварных соединений, получение и сохранение в процессе эксплуатации требуемых свойств сварного соединения, получение плотных швов. При сварке высоколегированных сталей могут возникать горячие и холодные трещины в шве и околошовной зоне. С кристаллизационными трещинами борются путем создания в металле шва двухфазной структуры, ограничения в нем содержания вредных примесей и легирования вольфрамом, молибденом и марганцем, применения фтористо-кальциевых электродных покрытий и фторидных сварочных флюсов, использования различных технологических приемов. Присутствие бора может привести к образованию холодных трещин в швах и околошовной зоне. Предотвращение их появления достигается предварительным и сопутствующим подогревом сварного соединения свыше 250 — 300 °С. С помощью технологических приемов можно также предотвратить кристаллизационные трещины. В ряде случаев это достигается увеличением коэффициента формы шва, увеличением зазора до 1,5 — 2 мм при сварке тавровых соединений. Предварительный и сопутствующий подогрев не оказывает заметного влияния на стойкость против образования кристаллизационных трещин. Большое влияние оказывает режим сварки. Применение электродной проволоки диаметром 1,2 — 2 мм на умеренных режимах при минимально возможных значениях погонной энергии создает условия для предотвращения появления трещин. Предпочтение следует отдавать сварочным материалам повышенной чистоты. При сварке аустенитных сталей проплавление основного металла должно быть минимальным. Горячие трещины образуются [c.110]

При сварке аустенитных сталей, многих жаропрочных сплавов и титана механические свойства сварных соединений не уступают свойствам основного металла. [c.41]

В течение многих лет при изготовлении емкостей для жидких газов используют никелевые стали. Интерес к этим материалам повысился вновь в связи с их применением в газгольдерах и баках для ожиженного природного газа. Это потребовало разработки сталей, не только имеюш их повышенные свойства в деталях больших сечений (такие детали ранее не находили широкого применения), но и обладающих в сварных соединениях массивных деталей такими же характеристиками, как и основной материал. В таких случаях используют также и аустенитные стали. Однако вследствие более низкого предела текучести и боль-и ей стоимости они находят ограниченное применение в специальных конструкциях, где требуется минимальная толщина стенки. Вследствие небольшого удельного веса и высокой коррозионной стойкости алюминиевые сплавы привлекают внимание специалистов как материалы для криогенной техники. [c.46]

Известно, что в процессе сварки методами плавления основной металл, прилегающий непосредственно к зоне шва, подвергается своеобразной термической обработке, в результате чего в зоне термического влияния наблюдается рекристаллизация и рост зерна. Это вызывает ухудшение физико-механических свойств металла сварного соединения. Особенно опасно длительное воздействие высоких температур на основной металл при сварке аустенитных сталей, сплавов циркония, молибдена и других металлов, склонных к значительному росту зерна и к понижению коррозионной стойкости. [c.62]

Трудно установить корреляцию между такими механическими свойствами металла, как предел прочности, текучести, пластичность, ударная вязкость и чувствительность к дефектам. Например, аустенитиые стали обладают высокими пластическими и вязкими свойствами. Однако сварные соединения аустенитных сталей очень чувствительны к концентраторам напряжений. Напротив, стали СтЗ и 20 обладают относительно пониженной чувствительностью к концентраторам. Высокую чувствительность к концентраторам имеют высокопрочные стали, например 20 и ЗОХГСНА, ряд алюминиевых и титановых сплавов. Чувствительность сварных соединений этих сталей и сплавов проявляется не только в отношении дефектов технологического процесса в форме непроваров, трещин, включений, но и в отношении нерациональных типов сварных соединений. Например, предел выносливости титанового сплава при симметричном цикле нередко составляет более 30 кгс/мм , при пределе прочности 90—100 кгс/мм и более. В то же время предел выносливости при тех же характеристиках цикла точечных соединений падает до 3—3,5 кгс/мм . Далеко не все материалы обладают таким катастрофическим падением предела выносливости в результате наличия концентраторов. [c.93]

Рис. 1. Образцы биметаллических материалов 1 — низколегированная корпусная сталь, плакированная нержавеющей аустенит-иой сталью 2 — низколегированная сталь с введешиамв нее трещиноостановителем из вязкого сплава специального состава 3 — сварное соединение конструкционной стали, плакированное нержавеющей аустенитной сталью 4 — многослойный материал из высокопрочного алюминиевого сплава с наружными плакирующими слоями и внутренними прослойками из технически чистого алюминия 5—8 — различные сочетания металлов и сплавов, при которых достигается высокий комплекс свойств жаропрочность, повышенные теплопроводность и износостойкость, малая плотность, высокая демпфирующая способность

Высоколегированные стали и сплавы более склонны к образованию трещин, чем низкоуглеродистые. Горячие трещины появляются большей частью в аустенитных сталях, холодные — в закаливающихся сталях мартенситного и мартенситно-ферритного классов. Кроме этого, коррозионностойкие стали, не содержащие титана или ниобия или легированные ванадием, при нагревании выше 500°С теряют антикоррозионные свойства по причине выпадения из твердого раствора карбидов хрома и железа, которые становятся центрами коррозии и коррозионного растрескивания. Термической обработкой (чаще всего закалкой) можно восстановить антикоррозионные свойства сварных изделий. Нагревом до 850°С ранее выпавшие из раствора карбиды хрома вновь растворяются в аустените, а при быстром охлаждении они не выделяются в отдельную фазу. Такой вид термообработки называют стабилизацией. Однако стабилизация приводит к снижению пластичности и вязкости стали. Получение высокой пластичности, вязкости и одновременно антикоррозийности сварных соединений возможно нагревом металла до температуры НХХ П5() С и бысфым охлаждением в воле а-ка 1ка) [c.121]

Среди средне- и высоколегированных сталей наибольший интерес представляют хромистые и хромоникелевые нержавеющие и кислотоупорные стали, которые широко применяются в сварных изделиях. химической аппаратуры. Основными легирующими присадками в тих сталях являются хром и никель, которые обусловливают структуру и специальные свойства стали. Структура этих сталей в значительной мере определяет особенности их сварлваемости и свойства сварного соединения. В зависимости от содержания хрома, углерода, никеля и других элементов эти стали могут принадлежать к аустенитному, мар-тенситному, полуферритному и ферритному классам. Сплавы, имеющие ферритную структуру, не претерпевают фазовых превращений при нагреве и поэтому не могут термически обрабатываться. При повышении содержания углерода сталь становится термически обрабатываемой даже при высоких содержаниях хрома. В таких сталях при нагреве происходит превращение в аустенит, который затем при охлаждении распадается с образованием феррито-карбидных смесей в виде перлита или промежуточных структур, а также частично превращается в мартенсит (полуферритные стали) или полностью превращается з И [c.211]

Содержание феррита в присадочном материале и в металле шва сварного соединения из аустенитной стали зависит, главным образом, от химического состава наплавленного металла. Суммарное влияние отдельных элементов сплава может быть определено по диаграмме Шеффлера, построенной на основании диаграммы Маурера (рис. 43) [246]. Эта диаграмма позволяет предопределить структуру стали, если известен ее химический состав [216]. Свойство элементов сплава способствовать образованию аустенита или феррита учитывается соответствующими коэффициентами в формулах для расчета эквивалентов никеля и хрома. Если эквиваленты хрома и никеля в металле шва соответствуют на диаграмме области с высоким содержанием феррита, то можно считать, что шов устойчив против горячих трещин, и наоборот. [c.107]

Сварка хладостойких никелевых сталей 06Н6 и 06Н9 с образованием аустенитных швов также связана с некоторыми особенностями. Во-первых, высокое содержание никеля в свариваемой стали и низкое содержание углерода создают предпосылки для уменьшения ширины мартенситного участка в зоне проплавления и смешения. Во-вторых, эксплуатация сварных соединений происходит без нагрева, и диффузионная неоднородность в зоне сплавления не развивается, а свойства определяются только проплавлением и образованием сплавов смешения. В-третьих, низкие температуры эксплуатации (—196 °С) могут привести к распаду недостаточно устойчивого аустенита как в металле шва, так и в зоне проплавления и смешения, поэтому аустенитные швы должны быть стабильно аустенитными. Повышенная стабильность аустенита в металле шва определяет также повышение стабильности аустенита в зоне сплавления (смешения) и соответственно уменьшение ширины мартенситного участка (табл. 11.6). [c.310]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...