Легированных перлитных

леи и аппаратов в основном такие же, как у сплавов, не легированных молибденом.

При сварке оболочковых конструкций из теплоустойчивых сталей, легированных молибденом в сочетании с хромом, ванадием и другими элементами (14Х5М, 12МХ, 12Х1МФ, 15Х2МФБ, 20Х2МА и др.) увеличивается склонность сталей к резкой закалке в зоне термовлияния. Поэтому предъявляются жесткие требования к скоростям охлаждения, которые должны находиться в заданных интервалах. Необходимость предварительного подогрева рассчитывают по приведенной выше методике.

В пермаллойных сплавах, легированных молибденом, при температурах 450—300° С и оптимальной скорости охлаждения создается определенная степень К-состояния (вероятно при этом Xs и К. близки к нулю). К-состоя-ние — это особое структурное состояние твердого раствора, характерное для многих сплавов, связанное с образованием малых областей с дальним порядком. Более подробно объяснить образование этого структурного состояния можно на следующем примере. Для пермаллой-ного сплава без молибдена медленное охлаждение в интервале температур 600—300° С приводило к образованию дальнего порядка, при этом удельное электросопротивление снижается (рис. 117), на рентгенограммах появляются сверхструктурные линии и магнитные свойства получаются низкими. При легировании сплава, содержащего 79% Ni молибденом (скорость охлаждения в ин-

При сварке оболочковых конструкций из теплоустойчивых сталей, легированных молибденом в сочетании с хромом, ванадием и другими элементами (14Х5М, 12МХ, 12Х1МФ, 15Х2МФБ, 20Х2МА и др.) увеличивается склонность сталей к резкой закалке в зоне термовлияния. Поэтому предъявляются жесткие требования к скоростям охлаждения, которые должны находиться в заданных интервалах. Необходимость предварительного подогрева рассчитывают по приведенной выше методике.

Ферритные хромистые стали используют также в качестве жаростойких материалов, которые в зависимости от содержания хрома могут работать при температурах до 1050° С. Жаростойкость повышается с образованием защитного окисного слоя Сг2О3. Жаростойкость хромистых сталей с 12% Сг, дополнительно легированных молибденом, никелем, ванадием и др., находится на уровне примерно 600° С.

Ножевое поражение возникает на границе между швом и основным металлом в стабилизированных нержавеющих сталях, в том числе и легированных молибденом. К этому виду поражения могут вести несколько механизмов. Однако в настоящее время проблема ножевой коррозии стала несколько менее актуальной благодаря распространению сталей с особо низким содержанием углерода.

Для паропроводов, паросборников, коллекторов, фасонных литых деталей и корпусов арматуры, выполненных из сталей, легированных молибденом, и работающих при температуре 475 СС и выше, а также выполненных из углеродистой стали и работающих при температуре 440 °С и выше, инструкцией [27] предусмотрено наблюдение за графитизацией но вырезанным образцам путем металлографического исследования. Особое внимание при этом обращается на зоны термического влияния сварных соединений трубопроводов и участки, подвергавшиеся холодной деформации или местным нагревам без последующей полной термической обработки. При обнаружении гра-фитизации хотя бы на одном из сварных соединений все остальные соединения подвергаются ультразвуковой дефектоскопии.

Сварка титана с медью и ее ставами. Сварка затруднена большим различием свойств и образованием хрупких интерметаллидов (см. табл. 13.2). Наиболее успешна сварка плавлением при использовании промежуточных вставок из специально выплавленных сплавов титана, легированных молибденом или ниобием, которые понижают температуру превращения а <~> (3 и обеспечивают получение однородного титанового сплава со стабильной структурой, не очень отличающейся от структуры меди. Можно использовать комбинированные вставки из сплавов Ti + 30 % Mb и сплавов ВТ15).

Для паропроводов, паросборников, коллекторов, фасонных литых деталей и корпусов арматуры, выполненных из сталей, легированных молибденом и работающих при температуре 475 °С и выше, а также выполненных из углеродистой стали и работающих при температуре 440 °С и выше, предусмотрено наблюдение за графитизацей по вырезанным образцам путем металлографического исследования. Особое внимание при этом обращается на зоны термического влияния сварных соединений трубопроводов и участки, подвергавшиеся холодной деформации или местным нагревам без последующей полной термической обработки. При обнаружении графитизации хотя бы на одном сварном соединении все остальные сварные соединения подвергаются ультразвуковой дефектоскопии.

Тройная диаграмма состояния для сплавов Fe—Cr—Ni (рис. 2) показывает, что в зависимости от содержания хрома и никеля сталь может иметь аустенитную или аустенитно-ферритную структуру. После выдержки в интервале температур 650—800° С в хромоникелевых сталях появляется хрупкая структурная составляющая, так называемая сг-фаза. В сталях, легированных молибденом, обнаруживают %-фазу.

Опираясь на приведенные представления о причинах появления склонности к локальным разрушениям, можно теперь попытаться объяснить установленные практикой факты относительно малой склонности к локальному разрушению аустенитных сталей, не содержащих ни титана, ни ниобия (тантала), но легированных молибденом и вольфрамом (например, сталь Х16Н8М2).

В ЧМТУ 2579-54 и ЧМТУ 2580-54 имелись ограничения по величине действительного зерна: для легированных перлитных сталей величина зерна должна была находиться в пределах 3—7 баллов, для углеродистой стали — в пределах 4—8 баллов.

Механические свойства некоторых, распространенных в ФРГ и США углеродистых и легированных перлитных сталей для литья, приведен*! в табл. 4-9, а их химический состав — в табл. 4-8. Следует отметить, что в технических условиях США отсутствуют требования подударной вязкости металла отливок.

Контактные сварные стыки труб поверхностей нагрева из углеродистых и легированных перлитных сталей термической обработке не подвергают. Это относится также и к комбинированным стыкам из сталей перлитного класса 12Х1МФ и 12Х2МФСР и аустенитного класса Х18Н12Т, если они сварены контактной сваркой. Опыт

участки по другую сторону отверстия менее опасны с точки зрения снижения работоспособности металла, чем для легированных перлитных и аустенитных сталей.

Анализ большого количества испытаний образцов сварных соединений на длительную прочность показывает, что, как правило, ее уровень зависит прежде всего от степени легирования стали и ее термического состояния перед сваркой. Для относительно слабо легированных перлитных сталей (углеродистых и хромомолибденовых), а также большинства аустенитных сталей на железной основе длительная прочность сварных соединений относительно мало отличается от соответствующих показателей для основного металла. Для хромомолибденованадиевых и 12-процентных хромистых жаропрочных сталей, являющихся термически нестабильными, уровень длительной прочности сварных соединений, и прежде всего их деформационная

На фиг. 47 приведены данные о степени снятия остаточных напряжений в сварных дисках диаметром 250 мм из малоуглеродистой стали с содержанием 0,25 % углерода [83]. Полное снятие сварочных напряжений в указанных деталях в условиях обычной дли-вво" тельности отпуска около 2—5 час. может '•700° быть обеспечено лишь при температуре выше 600°. При более низких температурах эффективного снижения напряжений не происходит вне зависимости от длительности отпуска. Отпуск при 300° приводит к снижению лишь 42% от исходного уровня напряжений. Наличие в перлитной стали таких элементов, как хром, молибден и ванадий, заметно повышает релаксационную стойкость материала при относительно умеренных температурах (до 500—550°). Поэтому для легированных перлитных жаропрочных сталей отпуск при температурах ниже 500° мало

Изготовление цилиндров высокого и среднего давления из отливок легированных перлитных и хромистых сталей требует использования при их •сварке высокого Подогрева и проведения термической обработки. Для большинства конструктивных швов соединения цилиндра с патрубками, флан-

Качество сварных роторов в значительной степени зависит от правильного выбора термического цикла сварки и режима термической обработки сваренного изделия. В связи с применением в качестве материала сварных роторов легированных перлитных сталей с относительно высоким уровнем углерода (0,2—0,35%) обязательным условием их сварки является использование подогрева до температур 300—450°. При изготовлении роторов из аустенитных сталей подогрева при их сварке не требуется.

В углеродистых сталях примесями к железу являются углерод, кремний и марганец (табл. 8 и 9). В легированных перлитных сталях, кроме того, содержится небольшое количество хрома, молибдена и других элементов, преимущественно расположенных вблизи железа в периодической таблице Менделеева. В сталях аустенитного класса основными добавками к железу являются металлы никель и хром, суммарное содержание которых обычно превышает 26% веса стали, т. е. оказывается гораздо больше содержания всех добавок в котельных сталях перлитного класса.

Дефектом является также появление дендритной ликвации. Разница между температурой ликвидуса и солидуса у легированных сталей больше, чем у углеродистых. Этим обусловлено большое различие в химическом составе в пределах дендрита. Диффузия же, способствующая выравниванию химического состава, в легированных сталях затруднена в виду присутствия легирующих примесей. На рис. 86, в показана макроструктура литой легированной стал», в которой ярко выражена дендритная ликвация. При прокатке дендриты вытягиваются и дробятся. После прокатки сталь приобретает характерную полосчатость строения (рис. 86, г), в результате которой механические свойства вдоль направления прокатки оказываются выше, чем поперек. Полосчатость можно иногда наблюдать в трубах из легированных перлитных сталей, идущих на изготовление пароперегревателей и паропроводов. Она сильно ухудшает прочность труб при высоких температурах в условиях эксплуатации. Обрабатываемость стали при полосчатой структуре также ухудшается.

Для изготовления литых элементов корпусов турбин и арматуры (вентилей, задвижек, предохранительных клапанов и др.), работающих на паре с температурой выше 450° С, применяют литейные легированные стали. Содержание углерода в литейных перлитных сталях достигает 0,15—0,25%. Повышенное содержание углерода по сравнению с аналогичными марками стали для проката и поковок обеспечивает лучшие литейные свойства: повышает жидкотекучесть, уменьшает усадку и т. д. Дальнейшее повышение содержания углерода целесообразно с точки зрения улучшения литейных свойств, но приводит к резкому ухудшению свариваемости. Так как вся арматура присоединяется сваркой, то содержание углерода выше 0,25% в легированных перлитных литейных сталях недопустимо.