Аустенитных хромоникелевых

д) Возможно применение аустенитных электродов для конструкций, не подвергающихся термической обработке. В этом случае сварное соединение не будет равнопрочным.

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

В то же время не все марки аустенитных электродов могут быть рекомендованы для сварки аустенитной стали с перлитной. Так, широко используемые электроды на базе проволоки Х18Н9 (типа ЭА-1 или ЭИ-1Б), структурное состояние наплавленного металла которых определяется точкой Е на диаграмме (фиг. 17), для разнородных соединений применять нецелесообразно, так как уже при относительно небольшом перемешивании (свыше 10%) с перлитной сталью структура металла шва содержит мартенсит и шов обла-

В условиях работы при постоянной температуре композиция аустенитного-металла шва (на железной или никелевой основе) не оказывает влияния на характер разрушения разнородных сварных соединений. В то же время испытания последних при циклически изменяющихся температурах показывают преимущества электродов на никелевой основе с точки зрения уменьшения вероятности хрупких разрушений в зоне сплавления. Поэтому для сварных соединений из разнородных сталей, имеющих в процессе эксплуатации большое количество пусков и остановок и работающих при температуре выше 400—550°, наиболее целесообразным является применение аустенитных электродов на никелевой основе.

4 90.. .120 Применение при сварке аустенитных электродов

При наличии требований по МКК для сварных соединений применяют присадочные материалы, легированные Nb или Ti и А1. Для сварки узлов из стали 08X17Т в химическом машиностроении применяют иногда электроды типа Э-10Х17Т. Проволоку Св-10Х17Т используют также при аргонодуговой сварке и автоматической сварке под флюсом. В случае применения аустенитных электродов и проволок металл шва сварных соединений обычных и "чистых" по примесям сталей отличается высокой пластичностью и ударной вязкостью. Если для сварки применены однородные электроды и проволоки с обычным содержанием примесей, то пластичность и ударная вязкость металла шва крайне низкие и какие-либо требования к этим характеристикам не предъявляются.

На западе производство аустенитных электродов, как правило, организуется на предприятиях металлургического профиля, вы-

В наших условиях производство аустенитных электродов оторвано от изготовителей проволоки. Поэтому нередко идут на введение в металл шва через электродное покрытие огромных количеств легирующих элементов. Так, например, ввиду отсутствия соответствующей проволоки, пришлось разработать электродное покрытие, содержащее до 60% порошка молибдена [3]. Вполне естественно, что такие электроды нельзя признать технологичными. Чтобы иметь в шве 18—20% молибдена, вовсе нет нужды иметь покрытие, почти целиком состоящее из молибдена. Проще иметь проволоку с 18—20% йолибдена.

марганце, используемом еще и теперь для шихтовки аустенитных электродов, содержание фосфора может достигнуть 0,30%. В то же время металлический марганец, полученный электролитическим путем, содержит не более 0,005% фосфора.

Автор полагает, что давно следует запретить введение ферромарганца в состав покрытия аустенитных электродов. Легирование швов этим элементом должно осуществляться либо через стержень электрода, либо с помощью металлического марганца.

Если горячие трещины очень малы, они могут и не выйти на поверхность образца, но, тем не менее, сказываются на показателях удлинения. На этом основании иногда предлагают оценивать качество аустенитных электродов по результатам испытаний на растяжение цилиндрических образцов, вырезанных целиком из наплавленного металла. Если относительное удлинение превышает 30,0%, электроды считаются пригодными. Если же относительное удлинение не достигает 25%, электроды бракуются, как не обеспечивающие отсутствие горячих трещин в металле шва.

столь существенно зависящая от состава стали или сплава, не зависит от его структуры, т. е. это свойство структурно нечувствительное. Так, окалиностойкость ферритных (чисто хромистых) и аустенитных (хромоникелевых) сплавов, как видно из рис. 336, практически одинакова.

Ри<:. 365. Склонность к ыежкристаллитпой коррозии аустенитных хромоникелевых сталей с разным содержанием >глерода и никеля (автор): а — 9% Ni; 6 — 19% Ni. Свет-лыс точки — не склонны к МКК; черные точки — склонны к МКК; наполовину зачер-

первого рода) характеризуется образованием трещин в плоскостях, нормальных к направлению растягивающих напряжений (см. рис. 3, 2 и). Коррозионные трещины могут при этом распространяться не только межкристаллитно, т. е. по границам зерен, но и транскристаллитно, т. е. перерезая отдельные кристаллиты. Коррозионному растрескиванию подвержены многие металлы: щелочная хрупкость металла паровых котлов (рис. 231), сезонное растрескивание деформированных латуней (рис. 232), растрескивание некоторых конструкционных и коррозионностой-ких, в частности аустенитных хромоникелевых сталей. Этот вид коррозионного разрушения вызывает особое беспокойство в связи с тенденцией применения в технике высокопрочных сталей, особенно склонных к коррозионному растрескиванию.

Межкристаллитная коррозия аустенитных хромоникелевых сталей связана с малой устойчивостью границ зерен после замедленного охлаждения или нагрева стали при 450—850° С, что имеет место главным образом при сварке.

3.8. Определение влияния механических напряжений на коррозионную стойкость аустенитных хромоникелевых сталей.............................................76

В коррозионностойкие стали вводят титан в количестве 77 > 5С, как правило, не выше 1,0 ... 1.5%, который является сильным карбидообразующим элементом. Титан образует с углеродом карбиды TijC и TiC, уменьшает возможность образования карбидов хрома Сг^Сб,, СгтС3, СгзСг (что происходит при выплавке и термообработке стали), тем самым повышая возможность образования пассивной пленки оксида хрома. На таком принципе основано создание ряда коррозионностойких сталей, например, аустенитных хромоникелевых коррозионностойких сталей типа 18-10, наиболее распространенной из которых в нефтехимической и химической промышленности является 12Х18Н10Т. Следует отметить, что стали данного класса становятся склонными к межкри-сталлитной коррозии (МКК) и коррозионному растрескиванию (КР) после их нагрева до 475°С (так называемая 475-градусная хрупкость) и 600...650°С, что "происходит в зоне термического влияния при их сварке. Для борьбы с МКК такие стали и сварные швы рекомендуется подвергать гомогенизирующей термообработке с нагревом до температуры 1000...1100°С и последующим быстрым охлаждением в воде или масле.

Травитель 2 [10 мл H2SO4; 3 г CuSO4; 87 мл Н2О ]. Этот реактив используют для оценки склонности к интеркристаллитной коррозии аустенитных хромоникелевых сталей.

Травитель 5а НО—15 мл НС1; 85—90 мл Н2О]. Травитель 56 [3 мл НС1; 50 г РеС13; 120 мл спирта; 120 мл Н2О]. Первичная структура аустенитных хромоникелевых сталей, а также хромистых трудно выявляется, особенно после сильной деформации. Ролласон [5] обнаружил это при травлении реактивами 5а и 56, которыми образцы химически полируются или протираются с помощью ватного тампона. Вторичная структура выявляется в 12—14%-ных хромистых сталях. Длительность травления зависит от обработки и-состава стали.

Подобный эффект оказывает реактив 16 (см. гл. V) для выявления фосфора, рекомендованный в работе [8]. По данным Халт-грейна и Лиллиеквиста [9], в аустенитных хромоникелевых сталях, которые переходят ё-область на диаграмме состояния, вначале проявляются первичные дендриты. При более длительном травлении на структуре проявляются вторичные аустенитные зерна. После травления в течение нескольких часов вновь появляется первичная структура вследствие образования связанного слоя меди. V Травитель 16 (см. гл. V) является лучшим из всех содержащих медь растворов для выявления первичной структуры нержавеющих хромистых сталей. Он может также применяться для аустенитных хромоникелевых сталей.

Травитель 18 [50 мл НС1; 3,5 мл ШО3; 50 мл Н2О]. Этот реактив, по данным Вилелла [4], следует применять для хромистых и хромоникелевых сталей с содержанием менее 0,5% С. Дей-/ ствие травителя сравнимо с действием раствора 17. '/ Травитель 19 [35 мл НС1; 5 мл HN03; 3 мл HF; 50 мл Н2О]. •'' Для аустенитных хромоникелевых сталей пригоден этот реактив, , с, '•' обозначаемый иногда как «Травитель Крефельда». Он дает контрастную картину травления поверхности зерен.

Травитель ЗЗа [2S мл Ш; 2 г FeCi3; 15 г CuCl2; 50 мл спирта! 25 мл Н2О]. Травитель 336 [1 г РеС13; 25 мл спирта; 75 мл Н2О]. Эти растворы позволяют проводить двойное^травление, особенно аустенитных хромоникелевых сталей. Тщательно подготовленные образцы подвергают травлению в растворе ЗЗа до выявления границ зерен и сразу после полной промывки и сушки подвергают .обработке в растворе 336 для вытравливания поверхности зерен. Можно получать очень контрастную картину травления, учитывая предварительную обработку стали [16].