СТАЛЕЙ ОДНОГО СТРУКТУРНОГО КЛАССА
Сварку перлитных сталей, отличающихся лишь степенью легирования, производят электродами, применяемыми для менее легированной стали, если к швам не предъявляется требований повышенной прочности или особых свойств жаропрочности, коррозионной стойкости, характерных для более легирован-ной. Однако технологические режимы сварки и температуру подогрева следует выбирать (рассчитывать) применительно к более легированной стали. Реко-мендации по сварке различных групп перлитных сталей в пределах одного кла-сса приведены в табл. 10.6.
10.6. Выбор композиции наплавленного металла и термической обработки для сварки разнородных перлитных сталей
Группа свариваемых сталей | Композиция наплавленного металла | Предельная температура эксплуата-ции. °С | Термическая обработка |
I + II | Низкоуглеродистая | ±60 | Не требуется |
I + III + V | Отпуск 630... 650 °С | ||
III + III | Низколегированная | Отпуск | |
III + III | Аустенитная | ±60 | Не требуется |
I + IV | Низкоуглеродистая | До 350 | Не требуется |
I + IV | Хромомолибденова- надиевая- | До 450 | |
V + V | Низколегированная | 50... 100 | Отпуск670 ...700 °С |
Отпуск 620 °С | |||
V + V | Аустенитная | 50... 100 | Не требуется |
При невозможности подогрева при сварке производят наплавку кромок более легированной стали с подогревом электродами типа Э42А. Толщина нап-лавленного слоя должна быть достаточной, чтобы более легированная сталь не нагревалась до температур Ась т.е. чтобы не создавались условия для закалки.
При сварке различных сочетаний высокохромистых мартенситных (с 12 % Сг), ферритных (с 28 % Сг) и ферритно-аустенитных сталей типа Х21Н5 выбор сварочных материалов и технологий должен исключить образование холодных трещин и хрупких участков в швах. Режим подогрева назначают по наиболее закаливающейся стали, с немедленным отпуском, не допуская полного охлаж-дения. Для этого применяют сварочные материалы ферритно-аустенитного класса, сварку с минимальной погонной энергией, так как высокохромистые стали в ЗТВ весьма склонны к росту зерна, приводящего к охрупчиванию соединения.
После окончания термообработки необходимо ускоренное охлаждение для предотвращения 475 °С-ной хрупкости (см. гл. 9). Возможна также сварка аустенитными электродами. Однако при этом термообработка не приводит к полному снятию сварочных напряжений из-за различия в коэффициентах ли-нейного расширения шва и основного металла.
Рекомендации по выбору композиций наплавленного металла и термообработки при сварке высокохромистых сталей приведены в табл. 10.7.
При выборе материалов для сварки аустенитных сталей различного леги-рования главное требование - исключить образование горячих трещин крис-таллизационного и подсолидусного типа (см. рис. 10.6, б), а также локальных разрушений и снижение коррозионной стойкости. Сварку сталей с малым запа-сом аустенитности производят электродами (табл. 10.8), обеспечивающими в шве 4 ... 6 % ферритной фазы. Однако при сварке различных стабильно-аусте-нитных коррозионно-стойких сталей, как правило, не допускается в швах нали-чия ферритной фазы. Необходимо применять сварочные материалы, обеспечи-вающие швы с однородной аустенитной структурой без горячих трещин, что достигается легированием их молибденом, марганцем и азотом, например Св-04Х15Н25М6Г2АФ. Для сварки аустенитных сталей, обладающих особо высокой жаропрочностью (до 1000°С), применяют электроды, дающие нап-лавленный металл с аустенитно-боридной или аустенитно- карбидной струк-турой, образуемой за счет высокого содержания в шве углерода, ниобия и ти-тана или бора. Термообработка сварных соединений указанного типа произ-водится только по необходимости снятия остаточных сварочных напряжений. Этого достигают стабилизацией при 800 ... 850 °С. Если конструкция предназ-начена для работы при высоких температурах, предпочтительна аустенизация при температуре 1100 ... 1150°С.
Таблица 10.7. Выбор композиции наплавленного металла и термообработки для сварки высокохромистых сталей | |||
Группы свариваемых сталей | Композиция наплавленного металла | Предельная температура эксплу-атации, °С | Термическая обработка |
VI + VIII | Мартенситно-ферритная на базе 12 % хрома . | До 500 | Отпуск |
VI + VIII | Аустенитно-ферритная | До 400 | Не требуется |
VI + VII | Мартенситно-ферритная на базе 12 % хрома | В коррозионных средах | Отпуск |
VI + VII | Ферритно-аустенитная | До 350 | Не требуется |
VI + IX | Ферритно-аустенитная | До 350 | Не требуется |
Таблица 10.8. Выбор композиции наплавленного металла и термообработки для сварки аустенитных сталей и сплавов на никелевой основе
Группы свариваемых сталей | Композиция наплавленного металла | Предельная температура эксплуатации, °С | Термическая обработка |
Х + Х | Аустенитно-ферритная | <500 | Не требуется |
Х + Х | Аустенитно-ферритная | >500 | Аустенизация |
X + XI | Аустенитная | >500 | Аустенизация + стабилизация |
X + XII | Аустенитная | < 500 в коррозионных средах | Не требуется |
Х(Х1) + XIII | На никелевой основе | <650 | Аустенизация + стабилизация |