3. Сварка высоколегированных сталей

3.1. Состав и свойства.

Высоколегированные стали – стали, содержащие легирующих элементов в сумме не более 10% или одного элемента не более 5%.

Применяют в судостроении и нефтехимической промышленности в производстве летательных аппаратов при изготовлении бытовой техники, в производстве энергетических установок, локомотивов и вагоностроении.

Особенность: более низкая теплопроводность, большая линейная усадка и коэффициент теплового расширения, высокое омическое сопротивление.

Что бы легче ориентироваться в высоколегированных сталях их разделяют на 8 групп. В основу деления положена их структура:

1 – Мартенситные; 5 – Аустенитные коррозионно-стойкие;

2 – Мартенситно – ферритные; 6 – Аустенитные ферритно-нержавеющие;

3 – Ферритные; 7 – Аустенитные мартенситные стали;

4 – Аустенитные жаропрочные стали; 8 – Мартенситные стареющие стали.

3.2. Мартенситные стали

3.2.1. Состав и назначение

Предназначены для работы при температуре до 650 ⁰С. Используют для изготовления рабочих направлений лопаток, дисков паровых турбин, газотурбинных установок.

Таблица 7

Химический состав мартенситных сталей

Марка стали	Содержание элементов, в %
	С	Si	Mn	Mo	V	Cr	Ni	S	P	прочие
15Х11МФ	0,12 – 0,19	 0,50	 0,70	0,60 – 0,80	0,25 – 0,40	10,0 – 11,5	–	 0,025	 0,030	–
15Х12ВНМФ	0,12 – 0,18	 0,40	0,50 – 0,90	0,50 – 0,70	0,15 – 0,30	 13,0	0,40 – 0,80	 0,025	 0,030	W = 0,70 – 1,10
12Х11В2МФ	0,10 – 0,15	 0,50	 0,80	0,60 – 0,90	0,15 – 0,30	10,0 – 12,0	0,60	 0,025	 0,025	W  2,20
10Х12НД	 0,10	 0,30	 0,60	 1,10	–	12,0 – 14,0	2,80 – 3,20	 0,025	 0,025	Cu  1,10

Повышенная склонность мартенситных сталей к хрупкому разрушению в состоянии закалки существенно усложняет технологию сварки. Применяются: ручная дуговая сварка штучными электродами, так как этот способ позволяет получить сварное соединение однородное по химическому составу с основным металлом.

Применяются электроды: КТИ – 9, ЦЛ – 32. В состав их входят до 12 % Cr, 1 % Mo, 0, 8 % Ni. Так как конструкции работают при температурах до 650 ⁰С то, в состав ЦЛ – 32 вводят дополнительно 1 %W. В этих электродах понижение содержания углерода 0,02 – 0,06 %, что приводит к повышению вязкости металла швов, которые по химическому составу однородны мартенситным сталям, благодаря повышенной вязкости избегают хрупкости.

Применяются электроды: ЗиО – 8, очень редко используют автоматическую сварку под флюсом (АН – 17 и ОФ – 6).

3.2.2. Термическая обработка сварных соединений.

Независимо от толщины сварных соединений этих сталей 100 % подвергают термообработке. Основная цель снять остаточные напряжения. Осуществляется распад закалочных структур, сформировываются механические свойства заданных конструктором. Пролёживание недопустимо после термообработке, кроме 12Х11В2МФ. В других случаях изделия после термообработке подвергаются термическому отпуску. Во всех остальных случаях после термообработки стали немедленно подвергают термическому отпуску. 10Х12НД – перед отпуском производят подстуживание 100 ⁰С с целью завершения превращения аустенитных в мартенсит.