2. Особенности сварки

2.1. Аустенитные стали

Аустенитные стали склонны к образованию в шве и зоне термического влияния трещин при сварке (горячие трещины) и при послесварочной термообработке, а также к охрупчиванию при высокотемпературной эксплуатации и к радиационному охрупчиванию.

Горячие трещины:

– однофазная кристаллизация сварных швов (крупнокристаллическая столбчатая первичная структура)  ликвационная неоднородность по Cr, Ni, Nb, B, C и др.  легкоплавкие фазы, а также карбидные и боридные фазы в тройных стыках зерен и по направлениям срастания кристаллитов, препятствующие миграции зерен в более равновесное положение + усадка шва и перемещение свариваемых заготовок в ТИХ_I (до 1200 – 1250^оС)  зарождение трещин в остаточных пленочных выделениях жидкой фазы;

– ТИХ_II (до 1000 – 1200^оС). Межзеренная деформация стимулирует выход дислокаций и примесных атомов на границы зерен, что создает ступеньки, раскрывающиеся при деформации в результате притока вакансий и сегрегации примесных атомов в микротрещины;

– ликвационные горячие трещины, образующиеся в ЗТВ по строчечным выделениям сегрегатов и примесей, а также в металле шва предыдущего прохода (многопроходная сварка) и при сварке литых заготовок – по ликвационных прослойкам.

имеющих межкристаллитный характер (ячестая, дендридная или смешанная форма кристаллизации  крупнозернистость макроструктуры, особенно в многослойных швах).

Трещины при термической обработке. Нагрев жестких узлов с концентраторами напряжений (непровары, подрезы, микротрещины и т. д.) в интервале 650-800^оС:

– трещины в местах сосредоточения деформации у концентраторов, обусловливаемые релаксацией напряжений и накопление трещин в процессе отпуска;

– трещины, возникающие при исчерпании запаса пластичности (рост зерен, формирование плоских карбидов по границам, дисперсионное твердение в процессе медленного нагрева при 600-800^оС) в зоне концентрации напряжений.

Охрупчивание при высокотемпературной эксплуатации:

– 475-градусная хрупкость (только если в шве более 8-10% феррита);

– -охрупчивание;

– хрупкие (локальные) разрушения в ЗТВ.

Радиационное охрупчивание сварных конструкций, длительно находившихся в активной зоне ядерного реактора  облучение нейтронами, -частицами  ядерные реакции трансмутации H, He + вакансии из-за перехода выбитых атомов в междоузельное положение.

2.2. Аустенитно-ферритные стали

Аустенитно-ферритные стали обладают хорошей свариваемостью, но:

– повышенная склонность к росту зерна в ЗТВ;

– 475-градусная хрупкость;

– -охрупчивание.

3. Технология сварки

3.1. Аустенитные стали

Выбор сварочных материалов. В шве обязательно присутствие 1-2% первичной ферритной фазы (предотвращение горячих трещин), например, 12Х18Н12Т – РДС: ЦТ-26 (направленный металл 10Х16Н9М2), ОЗЛ-7 (Э-08Х20Н9Г2Б); сварка под флюсом: Св-10Х16Н25АМ6 + АН-18.

При сварке корневых швов обеспечить менее 4% -феррита (исключение сигматизации).

Выбор режима сварки. Производится, в основном, для предотвращения образования горячих трещин:

– сварка на малой погонной энергии (снижение силы сварочного тока менее результативно, чем снижение скорости сварки; снижение V_св от  30 м/ч до 6 м/ч);

– перемешивание сварочной ванны;

– введение стоков тепла в ванну (струя воды при сварке с газовой защитой; микрохолодильники – твердый присадочный металл).

Выбор послесварочной термической обработки:

– сварные изделия, эксплуатирующиеся без воздействия агрессивных сред до 500^оС – можно не термообрабатывать;

– работа в коррозионной среде (ножевая коррозия, коррозионное растрескиавание) – стабилизирующий отжиг при 850-950^оС;

– работа в условиях ползучести выше 500^оС и для коррозионностойких сталей– аустенизация или двойная аустенизация (1150-1200оС и 1000^оС – повышение вязкости и коррозионной стойкости).