Технология: | Сварка конкретных материалов и изделий | Сварка сталей
(стали ферритного класса)
Темы: Сварка стали.
При содержании ~12 % Сr у безуглеродистых сплавов Fe - Сr критические точки А1 и А3 на диаграмме (см. рис. 1 на странице Хромистые стали) сливаются. При дальнейшем увеличении содержания хрома сплавы не претерпевают превращений. Стали, структура которых соответствует этой области диаграммы Fe - Сr, относят к ферритным.
Хромистые ферритные стали (табл. 1 и 2) во многих агрессивных средах превосходят по коррозионной стойкости хромоникелевые аустенитные стали, не склонны к коррозионному растрескиванию под напряжением.
При дополнительном легировании кремнием и алюминием хромистые стали могут быть использованы для оборудования, работающего в окислительных условиях при высоких температурах.
Другие страницы по теме
(стали ферритного класса):
Широкое применение хромистых ферритных сталей с обычным содержанием углерода и азота сдерживается из-за чрезмерной хрупкости их сварных соединений. Высокая чувствительность к надрезу при нормальной температуре делает их непригодными для изготовления оборудования, работающего под давлением, при ударных и знакопеременных нагрузках. Такие ферритные стали используют для изготовления ненагруженных устройств и изделий.
Хорошая свариваемость хромистых ферритных сталей обеспечиваетcя ограничением в иx составе C и N, образующиx твердые растворы внедрения. Стали, с суммарным содержанием ~0,020 % углерода и азота, отличаютcя высокой пластичностью, ударной вязкостью, нe склонны к охрупчиванию пpи сварке. Производство таких сталей возможно в вакуумных печах или с внепечной обработкой (продувкой расплава аргоном или аргон о-кислородной смесью).
Стали, произведенные в открытых печах, вследствие относительно высокого содержания углерода и азота имеют низкую пластичность и ударную вязкость, что затрудняет проведение не только сварки, но и других технологических операций (гибки, вальцовки). Повышению пластичности сталей 08Х 13, 08Х17Т и 15Х25Т способствует их про катка при пониженных температурах (до 820... 850оС). В этом случае относительное удлинение проката увеличивается до A5 = 25 %, а ударная вязкость достигает 80 дж/см2 . Улучшению свойств сталей, как и сварных соединений, способствует также термический отпуск при 760оС.
Сварочный нагрев отрицательнo влияет нa пластичность хромистых ферритных сталей, уcугубляет иx склонность к хрупкому разрушению. Высoкую хрупкость сварных соединений cвязывают c ростoм величины зерна в 3ТВ.
Интенсивный рост зерна при сварке не удается предотвратить и у сталей с низким содержанием углерода и азота. Однако этот процесс не вызывает их охрупчивания в зоне термического влияния. Это свидетельствует о том, что хрупкость сварных соединений хромистых ферритных сталей связана главным образом с содержанием в твердом растворе примесей внедрения.
Образование холодных трещин в сварных соединениях хромистых ферритных сталей обусловлено резким охрупчиванием металла в ЗТВ. В связи с этим сварку, гибку и правку при изготовлении узлов и деталей из сталей с обычным содержанием примесей рекомендуют проводить с нагревом до 150...200оС. Существенному повышению пластичности сварных соединений способствует термический отпуск при 760оС с последуюшим быстрым охлаждением (табл. 4).
Таблица 1. Хромистые ферритные стали : химический состав .
Марка стали | C | Si | Mn | Cr | Mo | S | P | прочих элементов |
08X13 | ≤0,08 | ≤0,8 | ≤0,8 | 12,0..14,0 | - | ≤0,025 | ≤0,030 | ≥6(C+N) Ti |
08Х17Т | 16,0...18,0 | ≤0,035 | 0,50...0,80 Ti | |||||
08Х23С2Ю | 1,5... 1,8 | 0,4...0,7 | 22,0...24,0 | ≤0,015 | ≤0,030 | Не регламентируется | ||
04Х14Т3Р1Ф (ЧС-82) | 0,02...0,06 | ≤0,6 | ≤0,5 | 13,0...16,00 | 0,020 | 0,025 | 2,3 ...3,5 Ti, 1,1 ... 1,8 V | |
ЭП 882-ВИ | ≤0,015 | ≤0,5 | 16,5...18,5 | 1,5...2,0 | ≤0,020 | ≤0,025 | 0,15...0,35 Nb | |
ЭП 904-ВИ | ≤0,012 | ≤0,3 | 18 | - | 0,1 ...0,4 Nb, 2,2 ...3,5 А1 | |||
15Х25Т | ≤0,08 | ≤0,8 | ≤0,8 | 29,0...27,0 | ≤0,025 | ≤0,035 | 0,5 ...0,9 Ti |
Таблица 2. Хромистые ферритные стали : механические свойства, не менее.
Марка стали | σв, МПа | σ0,2,МПа | δ5, % | ψ,% | KCU, Дж/см2 | Примеры использования |
08Х13 | 590 | 410 | 20 | 60 | 10 | Внутренние устройства химических аппаратов |
08Х17Т | 372 | - | 17 | - | - | |
08Х23С2Ю | 490 | 10 | 60 | Змеевики пиролиза | ||
04Х14Т3Р1Ф | 500 | 320 | 15 | 20 | 10 | Стеллажи ядерного топлива, контейнеры |
ЭП 882-ВИ | 372 | 245 | 22 | - | 60 | Заменитель Сг - Ni аустенитных сталей |
ЭП 904-ВИ | 440 | 323 | 24 | Детали высокотемпературного оборудования | ||
15Х25Т | - | 14 | 20 | Внутренние устройства химических аппаратов |
Механические свойства сварных соединений зависят от применяемых сварочных материалов (табл. 4).
При использовании аустенитных сварочных материалов металл шва отличается высокой пластичностью, ударной вязкостью. При сварке однородными с основным металлом сварочными материалами с обычным содержанием примесей внедрения металл шва и сварные соединения отличаются высокой хрупкостью. Лишь в случае низкого содержания примесей в присадочной проволоке при АрДС сталей ЭП 882-ВИ и ЭП 904-ВИ могут быть достигнуты высокие значения пластичности и ударной вязкости у металла шва.
Сварные соединения всех хромистых ферритных сталей коррозионно-устойчивы во многих агрессивных средах. Легирование металла шва ниобием (или титаном) обеспечивает стойкость против межкристаллитной коррозии как в исходном после сварки состоянии, так и после термической обработки.
Таблица 3. Рекомендации по тепловому режиму сварки хромистых ферритных сталей.
Марка стали | Температура подогрева, оС | Продолжительность хранения до термической обработки, ч | Термическая обработка |
08Х13 | 150...250 | Не ограничено | Отпуск при 680...700оС |
08Х13 (плакирующий слой биметалла) | без подогрева | Не регламентируется | |
08Х17Т, 15Х25Т | 150...200 | ||
08Х17Т, 15Х25Т (плакирующий слой биметалла) | без подогрева | ||
08Х23С2Ю | 200 ...250 | Не допускается | Отжиг при 900оС |
ЭП 882-ВИ, ЭП 904-ВИ | без подогрева | Не регламентируется |
Таблица 4. Способы сварки, сварочные материалы и механические свойства свариых соединеиий хромистых ферритных сталей.
Марка стали | Способ сварки, сварочные материалы | Механические свойства сварных соединений | |
σв, МПа | KCU, Дж/см2 | ||
08Х13 | Ручная дуговая сварка: - электроды Э-10Х25Н13Г2 ОЗЛ-6, ЦЛ-25, Э-10Х25Н13Г2Б ЦЛ-9, Э-08Х20Н15ФБ АНВ-9, Э-10Х20Н15Б АНВ-10 |
540 | 5 |
- электроды Э-2Х13 УОНИ-13НЖ, АНВ-1, ЦЛ-51 | 590 | ||
АДС: проволока Св-07Х25Н12Г2Т, Св-06Х25Н12ТЮ, Св-06Х25Н12БТЮ, флюс АН-26с, АНФ-14, ОФ-6, АН-18 |
540 | ||
АрДС: проволока CB-06X25Н12Т, Cв-06Х25Н12БТЮ, Cв-07X25Н12Г2Т, аргон |
|||
08Х17Т | РДС: электроды Э-10Х25Н13Г2Б ЦЛ-9 , УОНИ-10Х17Т. АДС: проволока Св-10ХI7Т, флюсы АНФ-6, ОФ-6 |
440 | |
08Х23С2Ю | РДС: электроды ЦТ-33, ЦТ-38 |
500 | |
04Х14Т3Р1Ф | Электронно-лучевая и лазерная сварка | ||
ЭП 882-ВИ | РДС: электроды Э-10Х25Нl3Г2 ЦЛ-25, ЦТ-45, ЭА-400/10Т. АрДС: проволока Св-02ХI8М2Б-ВИ, аргон |
372 | |
ЭП 904-ВИ | РДС: электроды ЦТ-52 |
390 | - |
АрДС: проволока Св-02Х19Ю3Б-ВИ, аргон |
372 | 5 | |
15Х25Т | РДС: электроды 3иО-7, ЭА-48М/22, АНВ-9, АН9-10. АрДС: проволока Св-07Х25Н 13, аргон АДС: проволока Св-07Х25Н13, флюсы АН-26с, АНФ-14, ОФ-6, АН-16 |
440 | 5 |
Copyright. При любом цитировании материалов Cайта, включая сообщения из форумов, прямая активная ссылка на портал weldzone.info обязательна.