Аустенитно ферритной

В 1998 г. произошли разрушения спецфланцев (адаптеров) скважин № 326 и 636. Адаптеры изготовлены из стали Пгапиз 50 и эксплуатировались до образования сквозных трещин более 20 лет: адаптер фирмы РМС — в условиях воздействия газа, содержащего 4,47% сероводорода, а адаптер фирмы НиЬпег Уата§ — при воздействии газа с содержанием 1,47% сероводорода. Оба адаптера (рис. 5) имели по две диаметрально противоположные сквозные трещины, расположенные вдоль образующих цилиндрической части, а также каверны, лежащие на траектории трещин и вне их. Адаптер фирмы РМС имел третью несквозную трещину длиной около 1/3 высоты адаптера. Трещины распространялись от внутренней к наружной поверхности адаптеров. Изломы адаптеров прямые, хрупкие, многоочаговые, грубодендритные, в основном межкристаллит-ные. В адаптере фирмы РМС дендритная структура ориентирована радиально — от наружной поверхности адаптера к внутренней. Оси дендритов в металле адаптера фирмы НиЬпег Уатад в основном параллельны образующей цилиндрической части адаптера. Химический анализ показал пониженное по сравнению с нормативным содержание никеля в металле обоих адаптеров, что обусловило уменьшение содержания аустени-та, вызывающее склонность к образованию хрупкой а-фазы. В структуре металла адаптеров в зоне разрушения обнаружены поры и микротрещины. Микроструктура металла адаптера фирмы РМС аустенитно-ферритная. По границам зерен наблюдались выделения дисперсных и специальных карбидов. Микроструктура металла адаптера фирмы НиЬпег Уата§ аустенитно-ферритная с выделениями по границам продуктов эвтектоидной реакции Ме2зС6 + у' и ст-фазы. Твердость металла адаптеров превышала нормативные значения, а в примыкающих к флан-

14 аустенитно-ферритная

Металлографическое исследование показало, что структура металла сварного шва аустенитно-ферритная, включения феррита мелкораздроблены и дезориентированы. С увеличением толщины свариваемого металла структура шва становится более грубозернистой, дендриты аустенита более крупными. Данные, полученные при контактном способе исследования, в основном подтверждают результаты измерения коэффициента затухания УЗК и иммерсионного способа исследования сварных образцов.

Рассмотрим структуру наплавок с высоким содержанием хрома (19—26% Сг). К ним относятся материалы под номерами 2, 3, 21, 22, 23, 24, 25, 26. Структурное строение этих твердосплавных материалов изменяется постепенно, по мере увеличения углерода, от наплавки № 2 (У5Х23), содержащей 0,5 о/0 С, до наплавки № 26 (У51Х19), содержащей 5,1% С. Структура наплавок № 2 и № 3 аустенитно-ферритная. Количество углерода в наплавке № 3 (У10Х26) вдвое больше, чем в наплавке № 2 (У5Х23), и, как видно из микроснимков, количество аустенита также значительно выше. Можно отме-тить некоторое повышение твердости.

Применение аустенитно-ферритных швов предъявляет ряд жестких требований к составам сварочных материалов и свариваемых сталей. Двухфазная аустенитно-ферритная структура может быть обеспечена для большинства используемых композиций шва лишь при отношении Cr/Ni в нем больше единицы (в пределах 1,2-=-1,6). Это обстоятельство позволяет применять аустенитно-ферритные швы лишь для сварки сталей первой группы. Стали второй группы аустенитно-ферритными электродами свариваться не могут, так как вследствие неизбежного при сварке проплавления основного металла

аустенитно-ферритная; в—двухфазная аусте-

1Х18Н9Т (1Х18Н9ТЛ) =3=1 ЦТ- 15 Аустенитно-ферритная (3-5% феррита) С 0 06 ' 0 1 1 • 600 9,5-7-13 18 9,5-f-13

ЭП17 >1 ЦТ-16 Аустенитно-ферритная (3—5% феррита) С— 0,06-5- 0,11; Ni — 8,8 ч-10,8; Cr/Ni— (1,88-=- 1,98); W— 1,30-7-1,80; Nb— 0,65-т- 0,95 660 15 13 15

Фиг. 14. Микроструктура зоны сплавления сварных соединений литых аустенитных сталей: а — однофазная аустенитная сталь; б — двухфазная аустенитно-ферритная сталь.

аустенитно-ферритная, мартенситно-ферритная 289 •— качественная 282

Сталь Х16Н9М2 с меньшими прочностными свойствами, чем сплав ХН35ВТ, значительно превосходит его по запасу пластичности, имеющему существенное значение для возникновения и развития термоусталостного разрушения. Важно отметить, что аустенитно-ферритная сталь Х16Н9М2 более простая по составу менее склонна к упрочнению дисперсионными частицами карбидов или интерметаллидов, в то время как в сплаве ХН35ВТ, несмотря на повышенное содержание никеля, такие элементы как титан и вольфрам интенсивно образуют частицы вторичных фаз, что приводит к понижению длительной пластичности.

для различных сталей различна. Применение видов сварки, в основном ручной дуговой, обеспечивающих получение наплавленного металла с аустенитно-ферритной

Углерод в аустенитно-ферритной и аустенитной сталях при температурах выше линии SE (выше точки 4) находится в твердом растворе в виде фаз внедрения. Медленное охлаждение стали ниже точки 4 приводит к выделению углерода из твердого раствора в виде химического соединения — карбидов хрома типа Сг23Св) располагающихся преимущественно по границам зерен. Дальнейшее охлаждение ниже точки 5 способствует выпадению по границам зерен вторичного феррита. Таким образом^ сталь при мед-

При выборе присадочного металла необходимо стремиться либо к получению химсостава шва, близкого к химсоставу основного металла, либо к получению аустенитно-ферритной структуры шва. В последнем случае термообработка не нужна.

При выборе присадочного металла необходимо стремиться либо к получению химсостава шва, близкого к химсоставу основного металла, либо к получению аустенитно-ферритной структуры шва. В последнем случае термообработка не нужна.

женных напряжении извне; повышение содержания в стали никеля с целью создания стабильного аустенита; создание двухфазной аустенитно-ферритной стали за счет снижения никеля или легирования фер-ритообразующими элементами; применение термич. обработки (высокий отпуск для мартенситных сталей или стабилизирующий отжиг для аустенитных сталей); создание напряжения сжатия на поверхности сталей, напр, способом дробеструйной обработки; уменьшение концентрации активаторов.

Допускается сварка нержавеющих М.к.с.-з. с аустенитной и аустенитно-ферритной нержавеющей сталью всех марок.

Структурные напряжения могут быть как первого, так и второго или третьего рода. И если образование напряжений первого рода можно объяснить приведенным выше механизмом, то образование напряжений второго рода связано с неодновременностью по объему детали процесса распада аустенита. Так как сначала из раствора выпадают составляющие с меньшей концентрацией твердого раствора, то в течение определенного промежутка времени структура остается гетерогенной аустенитно-ферритной. Такая структура подвержена напряжениям в результате различия удельных объемов обеих составляющих, причем напряжения второго рода будут тем выше, чем больше склонна сталь к переохлаждению аустенита.

Сварочные деформации предотвращают обычными методами, применяемыми при изготовлении сварных конструкций. Вместе с тем режимы сварки аустенитных сталей должны характеризоваться высокими скоростями, пониженным напряжением дуги и минимальным током. Полностью предотвратить образование горячих трещин предварительным подогревом или созданием принудительного сжатия металла шва и околошовных зон при помощи специальных приспособлений невозможно. В конструкциях, работающих при температуре до 600—650° С, эффективным средством борьбы с горячими трещинами является выполнение шва с аустенитно-ферритной структурой. Для этого применяют электроды и сварочные проволоки с повышенным содержанием ферритообразующих элементов (хрома, молибдена, вольфрама и ниобия). В связи с вредным влиянием углерода на стойкость сварных швов при сварке сталей типа Х18Н10Т не рекомендуется применять проволоку, имеющую на поверхности следы графитовой смазки.

Азот оказывает сильное аустенитизирующее действие и способствует измельчению аустенитно-ферритной структуры металла шва. В чисто аустенитных сварных швах добавки азота не приводят к измельчению структуры.

и др.) разработана широкая номенклатура электродов, обеспечивающих получение двухфазной аустенитно-ферритной структуры шва с ограниченным количеством ферритной фазы (2—5%). Опыт сварки этими электродами подтвердил их высокую технологичность и возможность надежного получения швов, свободных от трещин.

При создании первых установок на за-критические параметры пара значительные трудности возникли с изготовлением литых корпусов арматуры, цилиндров и других узлов. Использованные первоначально для этой цели сложнолегированные однофазные аусте-нитные стали марок ЛА-1 и ЛА-3 обладали плохой литейной технологичностью и свариваемостью. Поэтому при разработке в 1958— 1963 гг. новых аустенитно-ферритных литых сталей с контролируемым содержанием ферритной фазы в пределах 2—5% был использован принцип легирования сварных двухфазных швов.

Рекомендуем ознакомиться:

Аустенитную структуру

Аустенито ферритную

Аустенито мартенситного

Азотирование применяется

Азотсодержащие соединения

Аэродинамическое демпфирование

Адаптивного программного

Адгезионной прочностью

Адгезионного соединения

Адгезионную способность

Адиабатная температура

Адиабатном расширении

Административно хозяйственные

Меню:

Главная страница Термины