к

Технологічних зварних проб із сталі 15x1 міф (в. М. ЗсмзініР. 3. Шрон): •-тріщини; о-тріщин немає.

рихкістю. Проте, як показали експериментальні дослідження, крихкість, яка призводить до утворення тріщин, не є оборотною. Вона виникає під час дисперсійного твердіння і зникає на стадії перестарговання після довгих витривалостей при температурах експлуатації або після високих температур відпускання. Повторне нагрівання зварного з’єднання після високого відпускання також не викликає розтріскування. Відомо, що молібден запобігає появі відпускної крихкості, але після зварювання сталі з молібденом (особливо якщо його >1%) стають схильними до розтріскування. Схильність до розтріскування збільшується також з підвищенням кількості шкідливих домішок (Р, 8п, 8е, А§). На рис. 285 показано температурні області розтріскування зварних швів сталі 15X1 МІФ в залежності від тривалості часу відпускання. Температура найбільшого твердіння приблизно 650°С. Вона ж і являється найбільш небезпечною для виникнення схильності зварного шва до крихкого руйнування в умовах повзучості. Це підтверджує, що дисперсійне зміцнення на певній стадії призводить до розтріскування.

Характер змінення механічних властивостей в металі шва і зоні термічного впливу в залежності від температури відпускання визначається хімічним складом сталі і структурою, яка утворюється після зварювання. Якщо сталь не містить активних кар- бідотвірних елементів, то з підвищенням температури і тривалості відпускання твердість ЗТВ і шва поступово знижується (крива 1 рис. 286). Це пов'язано з розпадом нерівноважної структури і коагуляцією карбідів. Внаслідок наявності стійкої субструктури, що утворилась під час зварювання, твердість таких ділянок, як правило, залишається більш високою, ніж основного металу. При наявності таких карбідотвірпих елементів, як V, Ті, N5, твердість ЗТВ шва в результаті відпускання може підвищуватись (криві 2 і 3 рис. 286). Це

м

У. 3. ії
Ос
Юс — ■
777\ П'
щ-іт			к
	ч ,
			1
					\
?о					\

15

іб

і?

18

19

20

Параметр =Т(20*^і/10^}

Рис. 286. Вплив ванадію в низьколегованій сталі на змінення твердості під час відпускання. Вміст ванадію: 1-0%; 2-0,17%; 3-0,35%.

НУ.МПь

Р_н = Т(20*[с)1)іО~

1—
	\ і				/
	2
	■І

б)

026

0,20

015

аю

15 16 17

-5

_____

ожна пояснити ефектом розпаду перенасиченого твердого розчину і виділенням з нього дисперсних карбідів (в даному випадку карбідів ванадію). Для зниження твердості до потрібного рівня повинна бути призначена необхідна оптимальна температура відпуску з належною витривалістю.

Як впливає структура в ЗТВ і шві на процеси старіння і зміну твердості при відпусканні показано на рис. 287 а,б для сталі 15Х2НМФА. Для ферито-бейнітної структури (крива 1) чітко проявляється ефект старіння (максимум твердості при температурах 650-700°С). В разі утворення після зварювання мартенситпої структури на кривій 2 маємо два перегина що є слідством одночасного проходження двох процесів: розпаду

мартенситу і дисперсійного твердіння. На стадії перестарювания дві криві сходяться.

О, /з р_н-Т(х/'£₉і)іа~

Рис. 287. Залежність твердості і високотемпературної пластичності (чутливості до тріщин) пришовної зони зварного з'єднання сталі І5Х2НМФА в процесі старіння: а) твердість; б) критичне розкриття тріщини. Структура: 1-бсйнітно- феритна; 2-мартенситна.

Для запобігання крихкості температура відпускання повинна бути вищою за температуру інтенсивного дисперсійного твердіння. Крім того, теплостійким сталям з Мо, V, Ті, N6 для повнішого зняття напружень треба призначати більш високі температури нагріву, ніж звичайним конструкційним сталям. На рис. 288 показані графіки зниження залишкових напружень після зварювання сталі 15Х1М1ФЛ в залежності від різних режимів відпускання.

Для зварних трубопроводів і судин підвищеного тиску існують такі норми температур-відпускання: для сталей 12МХ, 15ХМ - 690-730°С; 12Х1МФ - 720-750°С; 15Х1М1Ф - 730-760°С.

Коли стійкість проти тріщиноутворсння підвищується іншими засобами (збільшенням чистоти матеріалів, вилученням або послабленням концентраторів напружень, подрібненням зерна в ЗТВ і шві,

Рис. 288. Зниження залишкових напружень в сталі 15X1М1ФЛ після зварювання при різних режимах відпускання.

застосуванням м'яких швів), то температура відпускання може знижуватись до 660-690°С. Це забезпечує виробам більш високу тривалу міцність.

Для зварних з'єднань, якщо хімічний склад швів відповідає хімічному складу сталі, не виключається повна термічна обробка - нормалізація (або загартування) і високе відпускання. Але така обробка дорого коштує і призначається лише у виняткових випадках. Мета такої термічної обробки - подрібнити зерно, вирівняти структуру на всіх ділянках зварного з’єднання і одержати однакові механічні властивості з основним металом.

Для теплостійких сталей важливим також є відновлення властивостей зварних з'єднань після тривалої експлуатації, під час якої відбувається коагуляція надлишкових фаз і знижується тривала міцність. Тоді призначається високотемпературне нагрівання до 950- 1000°С, яке приводить до усунення дефектів, знижуючих опір повзучості, і підвищує жароміцність. Ця операція може проводитись або в термічних цехах після демонтажу паропроводу на блоки, або безпосередньо на трасі без демонтажу з використанням індукційного нагріву СВЧ.