Теплоустойчивые Термическая обработка

На основе всесторонних материаловедческих исследований в настояшей книге проведен анализ влияния структурных факто-ров на жаропрочность и трещиностойкость теплоустойчивых сталей. Рассмот рены физические процессы, протекающие в металле при восстановлении служебных свойств материалов путем применения повторной термической обработки. Показаны пути повышения точности оценки жаропрочных свойств с учетом напряженного состояния, колебания температур и напряжений, структуры и кратковременных свойств материала. В заключение [c.3]

Наряду с влиянием металлов с различными исходными характеристиками на закономерности развития процессов схватывания первого и второго рода значительно влияют, как показали результаты лабораторных испытаний, методы обработки металлов (механическое упрочнение, закалка, химико-термическая обработка, электролитическое покрытие поверхностей трения металлами, диффузионное упрочнение поверхностных слоев металла различными элементами при совместном пластическом деформировании при трении, повышение теплоустойчивости металлов путем легирования редкими металлами и т. п.). [c.85]

Увеличение теплоустойчивости металлов сопряженных трущихся пар осуществляется легированием их редкими металлами в сочетании со специальной термической обработкой и др. [c.96]

Расширение области применения теплоустойчивых Сг—Мо—V-сталей в химической и нефтехимической промышленности, выдвинуло ряд особых требований к сталям. Показано, что свойства теплоустойчивых сталей, их надежность в процессе длительной эксплуатации определяются структурой в исходном состоянии, которая, в свою очередь, определяет механизм их упрочнения. Рассмотрены три механизма упрочнения Сг—Мо—V сталей при правильном выборе химического состава и оптимальном режиме термической обработки. В связи с ограничением применения сталей, содержащих дефицитные Ni и Мо, разработаны принципы комплексного микролегирования поверхностно-активными элементами — бором, РЗМ, цирконием и титаном. [c.379]

Для ряда теплоустойчивых и жаропрочных сталей, в первую очередь для хромомолибденованадиевых перлитных и высокохромистых ферритных и феррито-аустенитных сталей, в результате проведения термической обработки возможен сдвиг порога хладноломкости в область положительных температур. В этом случае материал при комнатной температуре становится хрупким, оставаясь в то же время вязким при рабочей температуре. [c.23]

Отличительной особенностью изготовления сварных узлов арматуры, и в первую очередь паровой арматуры высокого давления из литых и кованых элементов, является необходимость сварки деталей с большой толщиной стенок. При выполнении последних из перлитных теплоустойчивых сталей необходимо применение высокого подогрева и, в ряде случаев, немедленного отпуска после сварки. При сварке узлов из аустенитных сталей подогрева не требуется, но термическая обработка после сварки является обязательной. [c.183]

Сплав ВТ6 является, теплоустойчивым и очень распространенным сплавом, его а-фаза упрочнена алюминием, а Р-фаза стабилизирована ванадием он рекомендуется для изделий, подвергаемых термической обработке и сварке и работающих при повышенных температурах в пределах до 400° С. [c.443]

Большая прочность сварных швов за счет тонкого строения их по сравнению с основным металлом близкого легирования и наличия в них развитой субструктуры является достаточно устойчивой и сохраняется после проведения термической обработки по режимам отпуска для теплоустойчивых перлитных и ферритных сталей и стабилизации для аустенитных. Эти режимы термической обработки лишь способствуют дальнейшему прохождению процесса полигонизации и созданию более устойчивой субструктуры. Так, [c.47]

Хотя в этих случаях, как было уже сказано, свойства основного металла обычно являются допустимыми, по ряду признаков можно судить, что отпуск сварного соединения был выполнен некачественно. Это проявляется, например, в повышенной твердости шва и зоны термического влияния. Зачастую локальные трещины в теплоустойчивых сталях сопровождаются трещинами в швах, свидетельствующими о некачественной термической обработке. Вероятность появления локальных разрушений сварных соединений возрастает, как правило, с повышением их жесткости, что в свою очередь объясняется более высоким уровнем рабочих изгибающих напряжений. Поэтому, чем толще стенка паропровода, тем, как правило, более вероятно образование трещин в околошовной зоне. В то же время имеются случаи образования локальных трещин даже в таких относительно гибких сварных соединениях, как например, угловые соединения экранных труб с камерами котлов, как это показано на рис. 50, в. [c.76]

Наибольшее значение имеют трещины, возникающие в процессе выдержек при термической обработке по третьему механизму. Они могут образовываться в сварных узлах, изготовленных из низколегированных конструкционных сталей повышенной прочности, теплоустойчивых сталей, а также жаропрочных аустенитных сталей и сплавов на никелевой основе. Очевидно такой широкий ассортимент материалов охватывает большинство сварных конструкций из легированных сталей, работающих в наиболее тяжелых условиях и в первую очередь при высоких температурах. В связи с этим в последнее время вопросам выяснения механизма образования подобных трещин и разработке мероприятий по их устранению уделяется большое внимание и появилось большое число статей, посвященных данной теме. [c.94]

Испытания с помощью жестких проб и на релаксацию надрезанных образцов показывают наличие температурных областей повышенной склонности к образованию околошовного растрескивания при термической обработке (рис. 62). Для конструкционных и теплоустойчивых сталей такой областью, оцениваемой по [c.100]

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]

Выбор сварочных материалов, термического режима сварки и термической обработки теплоустойчивых сталей [c.171]

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]

В группу теплоустойчивых сталей входят углеродистые, низколегированные и хромистые стали Структура их зависит от степени легирования и режима термической обработки стали После нормализации в структуре стали наблюдают феррит или феррито карбидную смесь разной дисперсности (перлит, троостит, бейнит) [c.292]

Термическая обработка и свойства сталей конструкционных теплоустойчивых [c.647]

Без соответствующего сварочного оборудования также нельзя добиться необходимого качества сварного соединения не следует применять сварочные трансформаторы в качестве источников питания сварочной дуги при сварке легированных сталей, так как при сварке этих сталей следует использовать сварочные генераторы или выпрямители, вырабатывающие постоянный ток. Сварку ряда легированных, в частности, теплоустойчивых сталей следует выполнять с последующей термической обработкой, так как в противном случае могут возникнуть трещины в сварных швах и в зоне термического влияния. [c.114]

Теплоустойчивыми называются сталп, предназначенные для длительной работы при температурах 450—600° С. Эти стали используются преимущественно в энергетическом машиностроении при изготовлении деталей паровых котлов, турбин, атомных реакторов и теплообменников. В соответствии с условиями длительной работы под напряжением при высоких температурах теплоустойчивые сталп должны обладать сопротивлением ползучести, длительной прочностью, стабильностью свойств во времени и жаростойкостью. Перечисленные свойства достигаются путем специального их легирования и применением термической обработки. [c.85]

При сварке теплоустойчивых сталей, в той или иной степени восприимчивых к закалке, образование холодных трещин в сварных соединениях связано в основном с превращением аустенита в мартенсит и происходит в период, предшествующий термической обработке сваренного изделия. [c.86]

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]

В тех случаях, когда процесс схватывания возникает и развивается при больших скоростях скольжения трущихся поверхностей, повышенных давлениях, что обусловливает интенсивный рост температуры в поверхностных слоях пары трения, для повышения износостойкости рекомендуется увеличивать теплоустойчивость металлов пар трения путем легирования их редкими металлами в сочетании со специальной термической обработкой снижать работу трения (уменьшать коэффициент трения) путем применения специальных смазок и различных присадок к ним графита, металлозоли, химически и физически активных веществ и т. п. (рис. 111) уменьшать температуры трущихся поверхностных слоев. [c.343]

Автор, Л.М.Билый и др. [148] исследовали докритический рост трещин и характер разрушения корпусных теплоустойчивых сталей 15Х2МФА и 15Х2НМФА на воздухе и в среде борного регулирования при 80°С с учетом частоты деформирования и асимметрии цикла нагружения. Известно [201, 202], что в процессе эксплуатации под воздействием флюенса нейтронов происходит повышение предела текучести и критической температуры хрупкости. Например, у металла корпусов водно-водяных реакторов к концу срока эксплуатации это изменение может характеризоваться приростом а<ц2 на 300 МПа, т.е. повышением категории прочности стали с КП 60 До КП 100 [203]. Поэтому образцы изготавливали из сталей с указанными категориями прочности путем соответствующей термической обработки. [c.128]

В статье излагается методика и приводятся результаты исследования кинетики разупрочнения штамповых сталей при циклическом температурном нагружении. Установлена качественная связь полученных при этом характеристик теплоустойчивости сталей марок ЗХ2В8Ч, 5Х4СВ4МФ и 4ХЗВМФ с эксплуатационной стойкостью штампов. Предложенный подход рекомендуется для оптимизации режимов термической обработки и выбора штамповых сталей по назначению. [c.429]

Широко используют в паротурбостроении хромомолибденовые стали 15ХМ и 20ХМ, а также хромомолибденованадиевые стали, например теплоустойчивую феррито-перлитную сталь 20ХМФЛ, предназначенную для длительной работы при температурах до 540° С. Сталь не склонна к механическому старению и тепловой хрупкости и обладает стабильными механическими свойствами после весьма длительной выдержки при рабочей температуре. Особенностью этой стали является необходимость строгого регулирования скорости охлаждения отливки при термической обработке во избежание получения низкой ударной вязкости лри комнатной температуре. [c.7]

Сварные соединения деталей с толщиной стенки больше 30...36 мм из низкоуглеродистых и низколегированных конструкционных сталей и свыше 6... 10 мм из низколегированных теплоустойчивых сталей подвергаются термической обработке с общим нафевом сварных изделий по режиму высокого отпуска при температуре 610...760 °С в зависимости от марки стали. [c.202]

Можно выделить три возможных по времени э гаг1а разру1нения высокотемпературных конструкций (схема 1). Первый из них связан с испытанием изделия перед пуском в эксплуатацию. Подобного вида разрушения имеют место, например, при гидравлическом испытании сварных барабанов котлов, корпусов арматуры из низколегированных конструкционных и теплоустойчивых перлитных сталей, а также сталей ферритного и феррито-аустенитного классов. Причиной их является обычно заметное повышение переходной температуры хрупкости отдельных зон сварного соединения в сочетании с резким концентратором напряжений в последних. Такими зонами могут явиться зона деформационного старения в сварных соединениях малоуглеродистых и низколегированных сталей и околошовная зона в соединениях низколегированных сталей повышенной прочности и ферритных сталей. Развитию хрупкости этих зон в ряде случаев может способствовать некачественно проведенная термическая обработка изделия после сварки. [c.71]

С введением в сталь таких легирующих элементов, как молибден,.хром, ванадий и других, являющихся основными элементами теплоустойчивых и жаропрочных сталей и повышающих заметно релаксационную стойкость, температура отпуска для снятия напряжений повышается. Для хромомолибденовых сталей она составляет уже 660—680° С, для хромомолибденованадиевых — 700° С, а для высокохромистых — около 720° С. Соответственно стабилизация для снятия сварочных напряжений конструкций из аустенитных сталей типа Х18Н10Т и им подобных должна проводиться при температурах 800—850° С [15], а более жаропрочных сталей и сплавов на никелевой основе — при температуре не ниже 900° С. Очевидно, что нагрев при высокотемпературной термической обработке во всех случаях обеспечивает снятие сварочных напряжений, однако высокие скорости охлаждения, свойственные обычно этому виду термической обработки, могут приводить к появлению нового вида остаточных напряжений, обусловленных неравномерностью охлаждения отдельных участков изделия. Снятие их, там где это необходимо, требует проведения дополнительных операций отпуска или стабилизации. [c.84]

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]

Совершенно иным является развитие процесса при термической обработке сварного соединения, склонного к растрескиванию. Для металла околошовной зоны в данном случае (рис. 61, б) характерна в условиях ползучести повышенная склонность к меж-зеренному разрушению. Поэтому кривая длительной прочности 1 будет иметь больший наклон, чем аналогичная кривая на рис. 61, а, и пересечение ее с кривой релаксации 3 произойдет сравнительно быстро за время Однако и в этом случае вероятность образования трещин мала, так как обычно и при межзеренном разрушении возможная деформация больше деформации за счет релаксации напряжений (рис. 61, г). Лишь при сварке сплавов повышенной жаропрочности, например дисперсионнотвердеющих никелевых сплавов, степень повреждаемости границ зерен околошовной зоны которых особенно велика, можно ожидать появления трещин при термической обработке и без концентраторов. Растрескивание можно ожидать также и при чрезмерной жесткости свариваемых узлов из аустенитных и теплоустойчивых сталей. [c.100]

Аварийные последствия локальных разрушений сварных стыков аустенитных паропроводов и узлов из хромомолибденованадиевых сталей при эксплуатации энергетических установок, а также появление трещин в околошовной зоне при термической обработке сварных конструкций из конструкционных и теплоустойчивых сталей, жаропрочных аустенитных сталей и высоконикелевых сплавов вызвали необходимость в проведении больщого комплекса исследований. Они выполнялись в направлениях определения механизма явления, разработки методов испытания и принятия мер по исключению опасности этого вида разрушений. Современные представления о механизме локальных разрушений при эксплуатации и термической обработке изложены в пп. 8 и 12. В данном параграфе приведено описание методов лабораторной оценки склонности сварных соединений к рассматриваемым разрушениям. Виды испытаний конструктивной прочности сварных узлов при высоких температурах изложены в п. 16. [c.125]

В отечественной теплоэнергетике для паропроводов тепловых электростанций (ТЭС) широкое применение получили теплоустойчивые низколегированные хромомолибдеиованадиевые и хромомолибденовые ста-я углеродистые стали [1 - 5]. Жаропрочные и кратковременные механические свойства сталей обеспечиваются их химическим составом и термической обработкой (табл. 1.1 - 1.3). [c.6]

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]

Повышение рабочих температур паросиловых установок потребовало применения в качестве теплоустойчивых сталей с 12% Сг Эти стали в зависимости от содержания углерода и режима термической обработки могут иметь фер рито мартенситную или мартенситную структуру [c.311]

Структурное упрочнение второго виде осуществляется введением в сталь карбидообразующих элементов - ванадия, ниобия и углерода. Теплоустойчивые стали с карбидным упрочнением подвергают термической обработке (закалке на мартенсит и высокому отпус ку), так как ванадий и ниобий положительнс влияют на жаропрочность стали тогда, когдг они находятся в стали в виде высокодисперсных карбидов. [c.815]

Термическая обработка сталей конструкционныг теплоустойчивых (табл. 22) [c.647]

Однако сварка в среде углекислого газа целесообразна для труб из аустенитных сталей типа 1Х18Н9Т и ей аналогичных только в тех случаях, когда эти стали применяют лишь в качестве теплоустойчивого материала, когда к сварным швам не предъявляют требований стойкости против межкристаллиттной коррозии, а также когда сварные соединения работают в химически активной среде, но после сварки подвергаются термической обработке. [c.157]

Сварные соединения из теплоустойчивых сталей подвергают в большинстве случаев термической обработке для снятия остаточных напряжений, стабилизации структуры и свойств. Что касается требований, предъявляемых к сварным соединениям, то они находятся обычно на уровне свойств свариваемых сталей. В связи с этим свариваемость теплоустойчивых сталв11 должна оцениваться сложностью применяемой технологии сварки и последующей термической обработки, которые обеспечивают минимальную физико-химическую неоднородность сварных соединений, а также возможной прн этом степенью приближения кратковременных и длительных свойств сварных соединений к соответствующим свойствам основного металла. [c.85]

Дуговая сварка теплоустойчивых сталей в соответствии с изложенными выше рекомендациями обеспечивает кратковременные свойства сварных соединений на уровне соответствующих свойств основного металла. Однако длительная прочность соединений обычно ниже, чем у свариваемой стали. Это объясняется разупрочнением металла в околошовной зоне вследствие дополнительного высокотемпературного отпуска и неполной перекристаллизации при нагреве в интервале температур отпуска сталп — точкп Ас . При этом степень разупрочнения сварных соединений, резко выявляемая при испытании на длительную прочность, зависит, с одной стороны, от погонной энергии сварки, а с другой — от степени упрочнения сталей термической обработкой и структурной стабильности (отпу-скоустойчивости) стали. [c.89]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...