- •Введение.
- •1. Лекционный материал «Специальные материалы и сварка
- •1.5.1 Низкоуглеродистые стали.
- •1.5.2Низкоуглеродистые низколегированные стали.
- •1.5.3 Свариваемость низкоуглеродистых и низколегированных сталей.
- •1.5.4 Ручная дуговая сварка низкоуглеродистых и низколегированных сталей.
- •1.5.5 Автоматическая сварка под флюсом.
- •1.5.6 Механизированная сварка в защитных газах.
- •1.5.7 Электрошлаковая сварка.
- •1.5.8 Контактная сварка.
- •1.6 Сварка конструкционных средне-, высокоуглеродистых и легированных сталей [1, 4].
- •1.6.1 Классификация и основные свойства сталей.
- •1.6.2 Общие сведения о свариваемости конструкционных углеродистых и легированных сталей.
- •1.7 Сварка теплоустойчивых сталей [1,4,6,7].
- •1.7.1 Общие сведения о сталях и их свариваемости
- •1.7.2 Дуговая сварка теплоустойчивых сталей
- •1.7.2.2 Сварочные материалы.
- •1.7.3 Термическая обработка сварных соединений.
- •1.7.4 Контактная сварка.
- •1.8. Сварка высокохромистых сталей [3]
- •1.8.1 Состав и свойства высокохромистых сталей.
- •1.8.2 Свариваемость высокохромистых сталей.
- •1.9 Сварка аустенитных высоколегированных сталей [3]
- •1.9.1 Состав и свойства.
- •1.9.2 Особенности свариваемости.
- •1.9.3 Технология сварки.
- •1.10 Общие характеристики применяемыхв судостроении цветных металлов и сплавов [3].
- •1.11 Основы технологии сварки меди и ее сплавов
- •1.12 Основы технологии сварки алюминия и его сплавов.
- •1.12.1 Состав и свойства алюминиевых сплавов, особенности свариваемости, трещиностойкость сварных соединений.
- •1.12.2 Свойства пленки окисла алюминия при сварке,
- •1.12.3 Технология сварки алюминия и его сплавов различными способами
- •1.13 Основы технологии сварки титана и его сплавов [3].
- •1.13.1 Состав и свойства титановых сплавов.
- •1.13.2 Особенности свариваемости титана и его сплавов
- •1.13.3 Способы сварки титановых сплавов.
- •2 Требования к выполнению контрольных работ и сдаче их преподавателю
- •3 Контрольные работы (рефераты) по статьям из технических журналов. Журнал «Сварочное производство» 2007 год
- •Журнал «Сварочное производство» 2006 год
- •Журнал «Сварочное производство» 2005 год
- •Журнал «Автоматическая сварка» 2007 год
- •Журнал «Автоматическая сварка» 2006 год
- •Журнал «Автоматическая сварка» 2008 год
- •Журнал «Сварочное производство» 2008 год
- •Журнал «Сварка в России» 2008 год
- •164500, Г. Северодвинск, ул. Воронина, 6
1.7 Сварка теплоустойчивых сталей [1,4,6,7].
1.7.1 Общие сведения о сталях и их свариваемости
Теплоустойчивыми называют стали, предназначенные для длительной работы при температуре до 600°С. Эти стали используют при изготовлении энергетических и нефтехимических установок.
В соответствии с условиями длительной работы под напряжением при высоких температурах теплоустойчивые стали должны обладать сопротивлением ползучести, длительной прочностью, стабильностью свойств во времени и жаростойкостью.
(Ползучесть, крип (англ. - creep) – медленная непрерывная пластическая деформация твердого тела под действием постоянной нагрузки или механического напряжения. Ползучесть сопровождается релаксацией напряжений).
Перечисленные свойства в условиях экономичного легирования достигаются применением хромомолибденовых и хромомолибденованадиевых сталей перлитного класса.
Хромомолибденовые стали 12МХ, 15ХМ, 20ХМЛ и 15Х5М с ферритно-перлитной структурой используют для работы при температуре 500-550°С.
Хромомолибденованадиевые стали 12Х1МФ, 15Х1М1Ф, 20ХМФЛ, 15Х1М1ФЛ и 12Х2МФСР - для работы при температуре 550-580°С.
Более высокие жаропрочные свойства хромомолибденованадиевых сталей обусловлены не только стабилизацией карбидной фазы ванадием, но и применением упрочняющей термической обработки на бейнитную структуру.
Металлургическая свариваемость теплоустойчивых сталей не вызывает существенных осложнений. Технология сварки и сварочные материалы обеспечивают необходимую стойкость металла швов против образования горячих трещин и высокие характеристики их работоспособности.
Свариваемость с точки зрения отношения к тепловому нагреву металла осложняется охрупчиванием металла в результате образования метастабильных структур в участках околошовной зоны, нагретых выше температуры Ас3, и разупрочнением в участках, нагретых в интервале температура Ас3 - температура отпуска стали.
Образование хрупких структурных составляющих (троостита, мартенсита), а также суммирование напряжений, вызванных неравномерным нагревом и структурными превращениями, могут вызвать разрушение конструкции в период ее сварки. Для предотвращения образования холодных трещин необходимо использовать сопутствующий сварке нагрев, а иногда и выдержку сварных соединений при определенной температуре после окончания сварки.
Эксплуатационная надежность, т.е. длительная надежность конструкций из металла повышенной толщины может быть обеспечена лишь после стабилизации структуры и снятия напряжений путем отпуска сварных соединений. При этом температура отпуска сварных соединений хромомолибденованадиевых сталей должна быть не ниже 700°С.
1.7.2 Дуговая сварка теплоустойчивых сталей
1.7.2.1 Подогрев перед сваркой.
Сопутствующий сварке местный или общий нагрев изделия является надежным средством предотвращения холодных трещин, так как уменьшает разницу температур металла в зоне сварки и на периферийных участках, что снижает напряженное состояние в зоне сварки.
(Подогрев также уменьшает скорость охлаждения металла, что предотвращает превращение аустенита в мартенсит, которое сопровождается резким увеличением удельного объема металла, вызывающим появление внутрикристаллических напряжений. Образуются более благоприятные структуры - перлит, сорбит.
При сварке теплоустойчивых сталей необходимо ограничивать не только нижний, но и верхний предел температур подогрева. Излишне высокие температуры подогрева приводят к огрублению структуры металла и снижению длительной прочности и ударной вязкости.
Поскольку перераспределение напряжений и структурные превращения могут происходить и после окончания сварки, то в некоторых случаях необходимы дополнительные меры, например, выдержка сварных соединений после окончания сварки при 150—200°С в течение нескольких часов для завершения превращений остаточного аустенита и эвакуации водорода.