Аустенитные электроды

Однако, если сваривается среднелегированная сталь с повышенным содержанием углерода, то даже при многослойной сварке короткими участками практически не удается избежать закалки металла околошовпой зоны на мартенсит, так как длительность распада аустенита значительно больше, чем время пребывания металла при температурах выше температур мартенситиого превращения в процессе сварки.

После закалки с индукционного нагрева действительное зерно аустенита значительно мельче (балл 10—12), чем при обычной закалке с печным нагревом (балл 7—8). С повышением темш ратуры число зародышей аустенита возрастает более интенсивно, чем ско-

Скорость и верхняя температурная граница промежуточного пре-воашения аустенита значительно понижаются с увеличением содержания С, Мп, Сг и Si. Легирование Mo, W и V не оказывает влияния на скорость промежуточного превращения.

Стойкость к коррозионной кавитации зависит как от коррозионной стойкости, так и прочности металла. Самоупрочняющиеся стали обладают высокой стойкостью к коррозионной кавитации (табл. 8). Так, у хромомарганцовой стали марки ЗОХ10Г10 в результате механического воздействия происходит распад нестабильного аустенита и превращение его в мартенсит, что способствует высокой стойкости этой стали к коррозионной кавитации, в то время как стойкость хромоникелевой нержавеющей стали марки 1Х18Н9Л со структурой стабильного аустенита значительно меньше.

После закалки с индукционным нагревом действительное зерно аустенита значительно меньше (10—12 баллов), чем при обычной закалке с печным нагревом (7—8 баллов). Мелкое зерно получается вследствие большой скорости нагрева и отсутствия выдержки при нагреве. При этом образуется мелкоигольчатый мартенсит с твердостью на 3—6 ед. HRC выше, чем при печном нагреве.

Для того чтобы при сварке в околошовной зоне получить такие структуры, которые обеспечат деформационную способность металла, достаточную для предотвращения образования трещин при охлаждении и вылеживании изделия до проведения соответствующей термообработки, необходимо, чтобы общее время выдержки в субкритическом интервале температур было бы достаточным для полного распада аустенита. Это время определяют по диаграмме изотермического распада аустенита стали данной марки. Время пребывания металла околошовной зоны при температуре выше температуры Тм должно быть больше, чем время изотермического распада аустенита при этой температуре для стали данной марки. Однако если сваривается среднелегированная сталь с повышенным содержанием углерода, то даже при многослойной сварке короткими участками практически не удается избежать закалки металла околошовной зоны на мартенсит, так как длительность распада аустенита значительно больше, чем время пребывания металла при температурах выше

Положение кривых начала и конца превращения аустенита в перлит на диаграмме изотермического распада аустенита значительно зависит от содержания углерода. При повышении содержания углерода увеличивается устойчивость аустенита, и кривые сдвигаются вправо.

Юнг и Ратенау [293] обнаружили, что трансформационная деформация пропорциональна объемному эффекту AWV превращения и обратно пропорциональна прочностным свойствам материала при температурах фазового превращения. Механические свойства металла являются структурно-чувствительными характеристиками и с изменением упаковки атомов меняются. Естественно ожидать, что с появлением внутренних напряжений, связанных с изменением объема или формы превращенной области, деформация будет неоднородной: преимущественно должна деформироваться фаза с более низким сопротивлением деформации. В железе, например, предел текучести аустенита значительно выше, чем у феррита, а скорость ползучести на установившейся стадии при 910° С почти в 200 раз меньше [365]. Поэтому преимущественно при фазовом превращении должен деформироваться феррит. О развитии пластической деформации в момент полиморфного превращения свидетельствуют приведенные выше данные об изменении структуры, связанном с накоплением дислокаций и развитием субструктуры феррита.

снижении температуры приблизительно на 150° С ниже критической точки A-L (выступа кривой начала превращения при температуре около 550°); выше и ниже этого выступа устойчивость аустенита значительно выше. У многих легированных сталей наблюдаются два таких выступа, т. е. два интервала температур быстрого превращения аустенита (см., на^ пример фиг. 201 и 202).

Более длительное сохранение метастабильного аустенита в межкритическом интервале температур в компактных объектах по сравнению с порошковыми обусловлено разной устойчивостью дефектов. Справедливость этого утверждения подтверждается быстрым снятием искажений в порошках в процессе их отпуска. Из рис. 24 видно, что уже после часового отпуска при 400°С в порошках а -»• у-превращение развивается в соответствии с диаграммой состояния. Для компактных же образцов даже после двухчасового отпуска при данной температуре количество образовавшегося аустенита значительно больше равновесного (см. рис. 13, кривая 5).

Более длительное сохранение метастабильного аустенита в межкритическом интервале температур в компактных объектах по сравнению с порошковыми обусловлено разной устойчивостью дефектов. Справедливость этого утверждения подтверждается быстрым снятием искажений в порошках в процессе их отпуска. Из рис. 24 видно, что уже после часового отпуска при 400°С в порошках а ->• -у-прев ращение развивается в соответствии с диаграммой состояния. Для компактных же образцов даже после двухчасового отпуска при данной температуре количество образовавшегося аустенита значительно больше равновесного (см. рис. 13, кривая 5).

Аустенит представляет собой твердый раствор углерода в у-жа-лезе, имеющий гранецентрированную кубическую решетку. Кристаллическая решетка аустенита значительно плотнее упакована атомами. При температуре, соответствующей линии GS, происходит распад аустенита с образованием феррита и перлита. Перлит представляет собой механическую смесь феррита с цементитом. В перлите цементит присутствует либо в виде пластин (пластинчатый перлит), либо в виде глобулей, равномерно распределенных в ферритной массе (сфероидизированный перлит). Соотношение площадей перлитной составляющей определяется содержанием углерода.

Сварка среднелегированных высокопрочных сталей, применяющихся для изготовления сосудов высокого давления (типа 45ХЗОНВМФА, ЗОХН2МФА, ЗЗХЗНВМФА и др.) осуществляется без предварительного подогрева, который не снижает скорости охлаждения в зоне термовлияния ниже критических, а способствует лишь росту зерна. Распад аустенита происходит в мартенситной области. Увеличение степени легирования (суммарное содержание легирующих элементов достигает 5 — 9 %, а углерода 0,5 %) повышает устойчивость аустенита при повышенных скоростях охлаждения зоны термического влияния и обеспечивает удовлетворительное формирование шва. При сварке используют технологические приемы, обеспечивающие увеличение времени пребывания металла шва и околошовной зоны в субкритическом интервале температур: сварка каскадами, блоками, короткими швами. Также используют аустенитные электроды, а при многослойной сварке — отжигающие вштики. После сварки в большинстве случаев необходима термообработка: закалка низким или высоким отпуском. Электроды для сварки подвергаются прокалке и не должны содержать органических веществ в покрытии.

Сварка ереднелегировэнных высокопрочных сталей, применяющихся для изготовления сосудов высокого давления (типа 45ХЗОНВМФА, ЗОХН2МФА, ЗЗХЗНВМФА и др.) осуществляется без предварительного подогрева, который не снижает скорости охлаждения в зоне термовлияния ниже критических, а способствует лишь росту зерна. Распад аустенита происходит в мартенситной области. Увеличение степени легирования (суммарное содержание легирующих элементов достигает 5 —9 %, а углерода 0,5 %) повышает устойчивость аустенита при повышенных скоростях охлаждения зоны термического влияния и обеспечивает удовлетворительное формирование шва. При сварке используют технологические приемы, обеспечивающие увеличение времени пребывания металла шва и околошовной зоны в субкритическом интервале температур: сварка каскадами, блоками, короткими швами. Также используют аустенитные электроды, а при многослойной сварке — отжигающие валики. После сварки в большинстве случаев необходима термообработка: закалка низким или высоким отпуском. Электроды для сварки подвергаются прокалке и не должны содержать органических веществ в покрытии.

Для сварки аустенитных сталей с перлитными большего предпочтения заслуживают аустенитные электроды, применение которых обеспечивает получение пластичных структур корневых слоев шва при перемешивании с перлитной сталью. При использовании для данных соединений электродов перлитного класса участки шва, примыкающие к аустенитной стали и обогащенные в первую очередь хромом и никелем, будут хрупкими из-за образования в них мартенситной структуры при сварке. Получение шва, свободного от трещин, потребует в этих условиях проведения сварки с высоким подогревом и вызовет необходимость отпуска сваренного изделия. В отличие от этого, при использовании аустенитных электродов подогрев либо вообще не производится, либо его температура выбирается на 100—200° ниже требуемой при сварке данной перлитной стали. Отпуск для улучшения

Крепление лопаток к дискам с помощью сварки имеет определенное распространение в газотурбинных установках небольшой мощности и вспомогательных наддувочных агрегатах. На фиг. 80 приведен ротор турбовоздуходувки для наддува дизелей с диском из аустенитной стали марки ЭИ572 и приваренными к нему лопатками из этой же стали [108]. Сборка и сварка лопаток с диском производятся в приспособлении, обеспечивающем фиксацию диска и лопаток. В диске прорезан паз, в который устанавливается выступом лопатка. Для сварки использовались аустенитные электроды марки КТИ-6

34. Руссиян А. В. и Шоршоров М. X., Новые аустенитные электроды для сварки •стали типа 1Х13Н18В2БР, «Сварочное производство», 1959, № 6.

Для приварки креплений из любой марки стали к трубам из аустенитной стали должны применяться аустенитные электроды ОЗЛ-6, ЦЛ-25, ЗиО-8 и ЭА-2 или электроды ЭА-400/10у и ЦТ-15. К трубам из стали 12Х11В2МФ (ЭИ756) приварка креплений из любой марки стали должна производиться электродами ЗиО-8 или ЭА-400/10у. Электроды должны обязательно иметь сертификат завода-изготовителя.

единения большинства мартенситных сталей немедленно после сварки подвергают термической обработке (отпуску) для снятия внутренних напряжений и формирования нужных механических свойств. Сваривают мартенситные стали обычно ручной дуговой сваркой. Применяют электроды КТИ-9, ЦЛ-32, содержащие 10...12 % Сг, 0,8 % Ni, 1 % Mo и 0,02...0,09 % С. Это обеспечивает химический состав сварных швов, близкий к основному материалу, и повышает вязкость металла шва. Применяют также аустенитные электроды ЗИО-8 и ЭА-395/9. Автоматическую сварку ведут проволокой Св 15Х12НМВФБ и Св 15Х12ГНМБФ под флюсами АН-17 и ОР-б.

Аустенитные электроды марок ОЗЛ-7 и ОЗЛ-8 с наплавленным металлом типа 20Х26Н10Г2МЗ и 15Х27Н8Г2М:

левым мартенситным сталям. Наряду с электродами близкими по составу основному металлу применяют аустенитные электроды.

Для большинства используемых в сварных конструкциях материалов характерно такое решение вопроса о сочетании основного и присадочного металлов, когда химический состав металла шва, хотя и отличается от основного, но не настолько сильно, чтобы эти металлы принадлежали к разным структурным классам. В отдельных случаях используют соединения, в которых шов существенно отличается от основного металла. Например, при сварке ряда среднелегированных сталей используют аустенитные электроды.

28. Р у с с и я н А. В., Шоршоров М. X. Новые аустенитные электроды для сварки стали типа 1Х13Н18В2Б. «Сварочное производство», 1959, № 6.

К недопустимой также относится технология выполнения сварных швов комбинированного состава, при которой корневой слой сваривается аустенитными хромоникелевыми электродами, а последующие - электродами Э-09Х1МФ (или углеродистыми Э50А при сварке стыков трубопроводов из углеродистых сталей 20 и подобных). Аустенитные электроды в этих случаях применяют как меру борьбы с магнитным дутьем, затрудняющим процесс сварки при использовании низколегированных или углеродистых электродов. Такая технология обычно применяется при сварке стыков паропроводов в ремонтных условиях и рассматривается как грубое нарушение современных требований [18].