Охрупчивание металла сварных соединений.

В процессе высокотемпературной эксплуатации в сварных соединениях из хромоникелевых аустенитных сталей под действием рабочих температур могут протекать процессы сигматизации и 475-градусной хрупкости.

Сигматизация - образование в структуре металла шва хрупкой твердой немагнитной составляющей, получившей название ст-фазы. Она представляет собой интерметаллид типа FeCr, имеющий переменный состав и сложную кристаллическую решетку. Появление ее в металле швов влечет за собой резкое снижение их ударной вязкости.

Сигматизация наблюдается главным образом в аустенитноферритных швах при длительном нагреве металла в интервале температур 650...900 °С в результате перерождения первичного феррита в гт-фазу. Скорость и степень сигматизации существенно зависят от состава феррита и характера его легирования, поскольку <т-фаза образуется непосредственно в феррите. Аустенит менее склонен, чем феррит, к выделению (т-фазы. Однако при повышенном содержании в стали хрома (порядка 25 % и более), ст-фаза может образоваться также и в аустенитных швах.

Эффективным средством предотвращения образования с-фазы является нагрев сварных соединений до температуры 1050... 1150 °С с выдержкой в течение 1 ч и последующим быстрым охлаждением. Тогда обеспечивается полное растворение гт-фазы в аустените и дальнейшая невосприимчивость швов к воздействию опасных температур. В аустенитно-ферритных швах, кроме того, целесообразно ограничить содержание ферритной составляющей 4...5 %.

475-градусная хрупкость или, как ее еще называют, тепловая хрупкость не сопровождается явными структурными изменениями и является своего рода ег-старснием, обусловленным, по-видимому, выпадением субмикроскопичсских частиц на границах зерен твердого раствора. Явление тепловой хрупкости возникает в металле швов аустенитных сталей, содержащих некоторое количество (8... 10 %) ферритной фазы, при длительном нагреве в интервале температур 350...500 °С и в особенности при температуре 475 °С. Тепловая хрупкость имеет обратимый характер и устраняется кратковременным нагревом до 550 °С. Радикальным средством предотвращения тепловой хрупкости является ограничение содержания феррита до 2...5 % в двухфазных сварных швах.

Предупреждение образования пор.

При сварке хромоникелевых аустенитных сталей металл шва может содержать повышенное количество водорода, обусловленное его высокой растворимостью и низкой диффузионной подвижностью в аустените. Это становится основной причиной появления в нем пор.

Чтобы предотвратить образование пор в аустенитных швах, полезно вводить в зону сварки небольшое количество кислорода, который связывает водород. Однако наиболее эффективным средством предупреждения водородной пористости является устранение главных источников поступления водорода в зону сварки - влаги сварочных материалов (включая влагу воздуха), масел и других загрязнений свариваемых кромок.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >