- •Міністерство освіти, науки, молоді і спорту україни
- •Кафедра інтегрованих технологій в машинобудуванні та зварювального виробництва
- •Глава 3. Сварка разнородных металлов и сплавов 23
- •Глава 1. Сварка теплоустойчивыхсталей
- •Общие сведения о свариваемости
- •Дуговая сварка
- •Выбор технологии
- •Сварочные материалы
- •Термическая обработка сварных соединений
- •Свойства сварных соединений
- •Глава 2. Сварка аустенитных сталей
- •Свариваемость аустенитных сталей
- •Особенности сварки
- •Материалы для сварки
- •Сварка жаропрочных аустенитных сталей
- •Основные свойства и особенности сварки
- •Сварка коррозионностойкихсталей
- •Основные свойства
- •Основные виды коррозии сварных соединений
- •Технологические особенности сварки
- •Металлургические особенности сварки
- •Технология сварки
- •Сварка жаростойких сталей
- •Основные свойства и особенности сварки
- •Технология сварки
- •Глава 3. Сварка разнородных металлов и сплавов
- •Сварка разнородныхсталей
- •Особенности сварки
- •Неоднородность металла сварного шва
- •Зона сплавления сварных соединений
- •Свойства сварных соединений
- •Остаточные сварочные напряжения
- •Сварка перлитных сталей
- •Сварка сталей разного структурного класса
- •Глава 4. Сварка алюминия и его сплавов
- •Основные свойства и особенности сварки
- •Глава 5. Сварка меди и ее сплавов
- •Основные свойства и особенности сварки
- •Глава 6. Сварка никеля и его сплавов
- •Основные свойства и особенности сварки
- •Глава 7. Сварка титана и его сплавов
- •Глава 8. Сварка разнородных сплавов
- •Особенности сварки
- •Сварка алюминия и его сплавов со сталью
- •Сварка меди и ее сплавов со сталью
- •Сварка алюминия и его сплавов с медью
- •Список литературы
Термическая обработка сварных соединений
Сварные конструкции из теплоустойчивых сталей в основном не могут эксплуатироваться сразу после сварки и требуют термической обработки для снятия внутренних напряжений и выравнивания свойств металла в различных участках соединений. Исключение составляют сварные соединения из хромо-молибденовых сталей (12ХМ, 15ХМ, 20ХМ-Л) при толщине менее 10мм и хромо-молибден-ванадиевых сталей (12Х1МФ, 15Х1М1Ф) при толщине менее 6 мм.
Общая термическая обработка сварных конструкций может быть осуществлена лишь в заводских условиях для таких изделий (сварные роторы, диафрагмы турбин, коллекторы котлов, отливки с заваренными дефектами), которые могут быть целиком помещены в термические печи. Поэтому иногда сварные соединения подвергают местной термической обработке.
Наиболее распространенным видом термической обработки сварных конструкций является общий и местный отпуск при температурах, близких к температуре отпуска свариваемых сталей.
Рекомендуемые температуры и продолжительность отпуска сварных соединений приведены в таблице 1.3.
Таблица 1.3 - Рекомендуемые режимы отпуска сварных соединений из теплоустойчивых сталей
Марка стали |
Т, °С |
Время в час. для толщины, мм | ||
до 20 |
20-45 |
более 45 | ||
12МХ |
600-700 |
1 |
2 |
3 |
15ХМ 20ХМ-Л |
700-730 |
1 |
2 |
3 |
12Х1МФ 20ХММФ-Л |
720-750 |
2 |
3 |
5 |
15Х1М1Ф |
730-760 |
2 |
3 |
5 |
15Х1М1Ф-Л | ||||
15Х11МФ |
720-730 |
4 |
5 |
5 |
15Х12ВМФ 15Х11В2МФ |
740-760 |
5 |
5 |
7 |
Свойства сварных соединений
Дуговая сварка теплоустойчивых сталей в соответствии с изложенными выше рекомендациями обеспечивает кратковременные свойства сварных соединений на уровне соответствующих свойств основного металла. Однако длительная прочность соединений обычно ниже, чем у свариваемой стали. Это объясняется разупрочнением металла в околошовной зоне вследствие дополнительного высокотемпературного отпуска и неполной перекристаллизации: отпуск стали - точка АС3. Коэффициент теплоустойчивости сварных соединений (отношение длительной прочности сварного соединения к длительной прочности свариваемой стали) для сталей 20ХМФ и 15Х1М1Ф равен 0,7-0,9, а для структурно-стабильных сталей - мартенситной 15Х11В2МФ и мартен- ситно-ферритной 15Х11В2МФ - 0,85-0,95. Кроме того, последние характеризуются высокой пластичностью в процессе длительных испытаний на растяжение.
Широкое применение при сварке этих сталей получила контактная стыковая сварка, в основном труб.
Глава 2. Сварка аустенитных сталей
Свариваемость аустенитных сталей
Эти стали подразделяются на три группы: коррозионностойкие, жаропрочные, жаростойкие (окалиностойкие).
Иногда хромоникелевые аустенитные стали применяют в качестве хладостойких, так как они способны сохранять пластичность и высокую ударную вязкость при низких температурах.
Аустенитные стали построены, главным образом, либо на основе сплавов тройных систем Fe-Cr-Ni, либо Fe-Cr-Mn с добавками никеля или без них. В хромоникелевых сталях хром и никель служат основными легирующими элементами, обеспечивающими аустенитную структуру. Наиболее широко распространенны стали этого класса, содержащие 18-20 % Сг и 9-10 % М с присадками различных элементов для придания этим сталям тех или иных свойств.
Углерод упрочняет сталь за счет образования карбидов хрома и карбидов других элементов, обладающих высоким сродством к углероду.
Титан повышает длительную прочность стали, никель - тоже.