Ответы на вопросы по дисциплине

“Сварка специальных сталей и сплавов”

1. Какие стали относятся к теплоустойчивым?

Теплоустойчивые стали – стали, предназначенные для длительной работы при температурах до 600 0С. теплоустойчивость соединений можно оценить коэффициентом теплоустойчивости кТ:

– длительная прочность.

К теплоустойчивым сталям относят:

1. Низколегированные хромомолибденовые стали (перлитные) – 12МХ, 12ХМ, 15ХМ, 20ХМЛ. Предназначенные для работы в температурном интервале 450 –500 0С.

2. Хромомолибденовые стали – 12Х1МФ, 15Х1М1Ф, 20ХМФЛ, 12Х2МФСР – предназначенные для работы в температурном интервале 550–600 0С. Они широко применяются в химической и нефтехимической отрасли, машиностроении, в энергетических установках.

Их широкое применение определяется низкой стоимостью и достаточно высокой технологичностью как при изготовлении поковок и отливок, так и сварных конструкций.

Пример: литые стали 20XМФЛ и 15X1М1Ф используются для изготовления запорной арматуры, для нефтяных и газовых скважин, а так же для изготовления корпусов турбин.

Деформируемые стали: 12МX, 12XМ, 12X1МФ применяют для изготовления сварных технологических трубопроводов, а также для изготовления паропроводов, корпусов химических аппаратов. В судостроении используют для поверхностей нагрева котлов

2. Где применяют теплоустойчивые стали?

. Они широко применяются в химической и нефтехимической отрасли, машиностроении, в энергетических установках.

Их широкое применение определяется низкой стоимостью и достаточно высокой технологичностью как при изготовлении поковок и отливок, так и сварных конструкций.

Пример: литые стали 20XМФЛ и 15X1М1Ф используются для изготовления запорной арматуры, для нефтяных и газовых скважин, а так же для изготовления корпусов турбин.

Деформируемые стали: 12МX, 12XМ, 12X1МФ применяют для изготовления сварных технологических трубопроводов, а также для изготовления паропроводов, корпусов химических аппаратов. В судостроении используют для поверхностей нагрева котлов

3.Что осложняет сварку теплоустойчивых сталей?

Физическая свариваемость теплоустойчивых сталей определяется отношением металла к плавлению, металлургической обработке, кристаллизации шва не вызывающей каких – либо осложнений.

Технология сварки и сварные материалы обеспечивается необходимая стойкость металлического шва против горячих трещин. Общая свариваемость осложнена стоимостью сварных соединений к образованию холодных трещин и к разупрочнению сварных металлов в зоне термического влияния сварки.

4.Какое средство предотвращения холодных трещин в сварных соединениях из теплоустойчивых сталей наиболее надежно?

Опасность резко возрастает с увеличением прочности сварных соединений. Холодные трещины возникают на участке перегрева около шовной зоны. Отличительной особенностью этих холодных трещин является замедленный характер их развития. Они зарождаются через некоторое время после сварки, а затем медленно, на протяжении нескольких часов и даже суток развиваются как вдоль шва, так и по толщине свариваемого материала

В зависимости от места расположения и направления развития выделяют пять видов холодных трещин (рис. 2):

1. продольные около шовные трещины (отколы);

2. продольные трещины в зоне сплавления (отрывы);

3. продольные трещины металла шва;

4. поперечные трещины в около шовной зоне;

5. поперечные трещины в металле шва.

Образование трещин – отрывов происходит по следующей схеме. Помимо перепада напряжений на границе шов – ОШЗ, наличие крупных зёрен в ОШЗ способствуют низкая пластичность и прочность зоны сплавления.

Чем меньше перегрев, медленнее охлаждение, выше температура мартенситного превращения, тем меньше нарушение атомного строения на границах зёрен и тем более затрудняется зарождение микротрещин. Чем выше пластичность мартенсита, тем меньше вероятность развития холодных трещин.

Образование холодных трещин затрудняется и тем, что при повышении температуры мартенситного превращения и при замедленном охлаждении уменьшается перепад продольных сварочных напряжений на границах около шовной зоны – шов.

Трещин также не будет, если замедлить охлаждение в интервале температур мартенситного превращения, т.к. этот мартенсит подвергается “само отпуску” и становится не склонным к замедленному разрушению