Свариваемость материалов

нию толщины листа. Согласно диаграмме состояний сплавы Fe—Сг—Ni (гл. 16, рис. 16.1) обладают некоторыми характерными особенностями: об­ ласть существования двухфазной аустенитно-ферритной структуры в них на­ ходится в интервале температур 20— 1350 °С; при нагреве стали выше тем­ пературы 1100°С аустенит превращается в феррит и тем интенсивнее, чем выше температура и длительность нагрева, при температуре выше 1200°С происходит полное у-^а-превращениё; при последующем охлаждении проис­ ходит обратное превращение феррита в аустенит. Конечное соотношение

* Остальное у всех сталей Fe; ** А1 < 0,08; *** S < 0,02; Р < 0,035 (у остальных сталей S < 0,025)

ТАБЛИЦА 18.2

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АУСТЕНИТО-ФЕРРИТНЫХ СТАЛЕЙ

* Для толщин > 25 мм механические свойства не нормируются; для толщин < 6 мм стали 12X21 НбТ предел текучести не менее 45 кгс/мм*(441 МПа)

МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ РУЧНОЙ ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ СВАРКИ АУСТЕНИТО-ФЕРРИТНЫХ НЕРЖАВЕЮЩИХ СТАЛЕЙ

лов, но и от доли участия свариваемого металла в металле шва, от колебаний химического состава в пределах марки. Самый высокий процент ферритной фазы в швах наблюдается при автоматической сварке под флюсом встык без разделки кромок проволокой Св-06Х21Н7БТ. Благодаря высокому содер-

жанию феррита швы обладают достаточной стойкостью против образования горячих трещин. Изменение содержания феррит­ ной фазы в шве за счет легирования или термообработки при­ водит к существенному изменению его механических свойств. Пределы текучести и прочности при достаточно высокой пла­ стичности и вязкости шва достигают максимума при равном процентном содержании в нем аустенитной и ферритной фаз.

18.3.1. Механичекие свойства сварных соединений

Механические свойства швов и соединений, выполненных сва­ рочными материалами, указанными в табл. 18.4 и 18.5, приве­ дены в табл. 18.6. Анализ механических свойств показывает, что самую высокую прочность швов при автоматической сварке под флюсом хромоникелевых аустенитно-ферритных сталей можно получить, применяя проволоку Св-06Х21Н7БТ (ЭП500), а хромовикельмолибденовых — проволоку Св-06Х20НПМЗТБ (ЭП89). Сочетание достаточно высокой прочности и пластич­ ности достигается при применении для автоматической сварки под флюсом хромоникелевых аустенитно-ферритных сталей про­ волоки Св-03Х21НЮАГ5 (ЭК-91), а для хромоникельмолибденовых — проволоки Св-03Х19Н15Г6М2АВ2 (ЧС-39). Эти прово­ локи предпочтительнее применять при сварке стали значитель­ ных (> 10 мм) толщин встык, без разделки кромок. Для улучшения пластичности сварных соединений аустенитно-фер­ ритных сталей, если позволяют габариты изделий, можно про­ водить термообработку — закалку от 1000 °С с охлаждением в воде.

18.3.2. Коррозионная стойкость сварных соединений

При сварке изделий, к сварным швам которых предъявляются требования стойкости к межкристаллитной коррозии, слой шва, обращенный к агрессивной среде, должен выполняться послед­ ним. В связи с тем, что аустенитно-ферритные стали подвер­ жены охрупчиванию в интервале температур 450—500 и 650— 800 °С, особое внимание при их сварке необходимо обращать На строгое соблюдение режимов сварки и охлаждения изделий. При сварке изделий из металла толщиной 16—20 мм рекомен­ дуется применять обработку границ швов с основным металлом сваркой аргонодуговым способом. Получаемый при этом мест­ ный нагрев с малой погонной энергией (^=4200 Дж/см2) уча­ стка крупного зерна ЗТВ до расплавления приводит при ох­ лаждении к образованию мелкозернистой ферритной структуры с аустенитными прослойками по границам зерен. Металл с та­ кой структурой пластичнее крупнозернистого феррита, образу­ ющегося при сварке в ЗТВ и более коррозионностоек.

При соотношении аустенитной и ферритной фаз, близком

к единице, швы стойки как против межкристаллитной, так и против структурно-избирательной коррозии. Такая зависимость коррозионной стойкости от соотношения структурных состав­ ляющих объясняется тем, что при 40—60 % a -фазы размеры зерен феррита и аустенита примерно одинаковы, а химическая

пассивирующая способность и, следовательно, коррозионная стойкость аустенитной и ферритной фаз металла зависят глав­ ным образом от содержания Сг, а в неокислительных (раство­ рах серной кислоты) от содержания Ni и Мо. За ухудшение коррозионной стойкости аустенитно-ферритного металла всегда ответственна аустенитная фаза. Кроме того, в соединениях ау­ стенитно-ферритных сталей всегда имеются участки, отлича­ ющиеся по своему электродному потенциалу. Это шов, ЗТВ, основной металл. Такое соединение в электролите представ­ ляет собой многоэлектродную систему с несколькими катодами и анодами. Преимущественному растворению в электролите бу­ дет подвергаться та часть системы, которая в данном элект­ ролите будет иметь наиболее отрицательный электродный по­ тенциал, т. е. будет катодом.