21.Что необходимо сделать для предотвращения горячих трещин при сварке аустенитных жаропрочных сталей?

Аустенитные жаропрочные стали представляют собой стабильный однофазный раствор хрома и никеля на основе  – железа. В сталях этой группы ферритная фаза не превышает 2%. Однако, по типу легирования и характеру упрочнения эти стали делят на 2 группы:

1. гомогенные – не упрочняемые термической обработкой Х14Н16Б, Х18Н12Т, Х23Н18, Х16Н9М2. Они способны длительно работать под напряжением до температуры 500 0С.

2. гетерогенные – упрочняемые термической обработкой: закалкой и старением Х12Н20Т3Р, 40Х18Н25С2, 1Х15Н35ВТР. Они способны работать под напряжением до температуры 700 0С.

Наряду с высокой жаропрочностью обе группы обладают значительной жаростойкостью, вследствие высокого содержания хрома, который образует на поверхности прочные окислы хрома. Эти материалы предназначены для сварных элементов теплоэнергетических, химических и атомных установок. Особенность установок одновременное действие напряжений, повышенной температуры и агрессивных сред. Типовые детали – горячие тракты газотурбинных двигателей; трубопроводы с перегретым паром, камеры сгорания двигателей, лопатки газовых турбин Существуют две трудности:

1. аустенитные жаропрочные стали склонны к горячим трещинам и при сварке и в ходе после сварочной термообработке.

2. они подвержены охрупчиванию в ходе эксплуатации конструкции.

Причина: эти стали отличает высокий коэффициент теплового расширения, малая теплопроводность, большая релаксационная стойкость при повышенных температурах. Поэтому имеет место при сварке высокий уровень сварочных напряжений и деформации. Аналогично в условиях эксплуатации теплосетей, так как их используют как контур атомного реактора, то свариваемость облученных сталей значительно ниже.

Для предотвращения образования горячих трещин, особенно в металле шва, в конструкциях работающих температуре до 600 0С сварку производят сварочными материалами, обеспечивающие в швах обязательно присутствует в швах 1 – 2% ферритной фазы. Наиболее просто это можно обеспечить испытанными штучными электродами типа ЦТ–26, ЦТ–16, ЦТ–7. Для конструкций из гетерогенных жаропрочных сталей работающие при температурах Т = 700 – 750 0С применяют более дорогие, более стабильные сварочные материалы аустенитных классов: электроды марки КТИ–7, ОЗП–9..

22. Какие внешние технологические воздействия рекомендуется применять при сварке аустенитных жаропрочных сталей?

23. Какие трудности встречаются при аустенитных коррозионо-стойких сталей типа 18-10?

К этому классу относят стали, имеющие после высокотемпературного нагрева преимущественно аустенитную структуру, но могут содержать до 10% феррита.

Состав и свойства данного класса известны как класс типа 18-10. При этом различают Cr-Mn, Cr-Mn-Ni, Cr-Ni-Mo, высокохромистые стали. Основным элементом, обуславливающим высокую коррозионную стойкость, является Cr. При содержании Cr = 18% сталь стойка в большинстве сред окислительного характера, в том числе в азотной кислоте в широком диапазоне концентраций и температур. При содержание Ni = 9 – 12% обеспечивается аустенитная структура, что гарантирует высокую технологичность стали в сочетании с уникальным комплексом служебных свойств.

Вывод: Это даёт возможность использовать сталь типа 18-10 в качестве коррозионно-стойких, жаропрочных, жаростойких и криогенных материалов.

24.Какого назначение аустенитно-ферритной коррозионно-стойкой стали?

25.Какие способы сварки предпочтительны при изготовлении сварных конструкций из аустенитно-ферритных сталей ?

26.Где применяют мартенситно-стареющие стали?

Высокая стоимость ограничивает их применение в сварных конструкциях, где главным фактором является обеспечение повышения удельной прочности при низкой чувствительности к наличию надрезов и трещиноподобных дефектов.

Области применения: корпуса двигателей, сосуды высокого давления, оболочки летательных аппаратов, изделия криогенного назначения.

27.Какова свариваемость мартенситно-стареющих сталей?

По свариваемости эти стали, превосходят углеродистые, легированные стали. Они малочувствительны к горячим и холодным трещинам, обеспечены повышенным уровнем механических свойств сварного соединения (в не термообработанном состоянии).

Достоинства: После сварки проведение старения обеспечивает возможность получения металла шва равнопрочного основному металлу. Таким образом, эти стали могут свариваться всеми видами сварки. Благодаря специфическому механизму упрочнения технология изготовления сварных изделий из этих сталей отличается простотой и надёжностью. Никаких подогревов и последующих немедленных отпусков не требуется. Старение при температуре 300 – 540 С. Самым распространённым способом является аргонодуговая сварка W электродом и ЭЛС. Применяются следующие разновидности сварки W электродом:

1. Импульсная сварка;

2. С поперечным колебанием электрода;

3. Сварка со сканирующей дугой (для очень малых толщин);

4. Сварка в щелевую разделку (для больших толщин).

Эти способы обеспечивают мелкозернистую структуры, малый перегрев околошовной зоны, близкие к основному металлу механические свойства. Если допустить применение присадочной проволоки, то она должна иметь близкий к основному металлу состав.

Недостаток: Очень высокая стоимость.