20.Трудности сварки жаростойких сталей и сплавов

Жаростойкие стали в зависимости от системы легирования могут иметь аустенитно-ферритную (стали типа 08Х20Н14С2 (ЭИ-732)) или аустенитную (стали типа 10Х23Н18, 20Х25Н20С2) структуру. Известен также ряд аустенитных сплавов на никелевой основе (стали типа ХН38ВТ (ЭИ-703), ХН50). Их жаростойкость обусловлена повышенным содержанием хрома (от 20 до 50%), кремния (от 2 до 3%), углерода, азота, бора и алюминия

Металл шва и околошовной зоны этих сталей обладает повышенной склонностью к горячим трещинам. При высоком содержании бора, кремния, углерода, хрома и при сварке металла большой толщины возможно образование холодных трещин. Для предупреждения последних применяют предварительный и сопутствующий подогрев при температуре более 250°С, в значительной мере зависящей от жесткости конструкции и уточняемой эксперименталь

Все большее применение находит предложенная Институтом электросварки Е. О. Патона технология сварки жаростойких и жаропрочных сталей обеспечивающая аустенитно-боридную структуру шва. Наличие боридной фазы в аустенитном шве обеспечивается применением борсодержащих проволок и нейтрального фторидного флюса типа АНФ-23 либо вследствие перехода бора из флюса при сварке под боридным флюсом типа АНФ-22, содержащим до 10% В20з, проволоками, не содержащими бор. Для получения боридной эвтектики и предотвращения горячих трещин минимальное содержание бора в шве должно составлять не менее 0,3%

Стойкость швов против горячих трещин и пористости возрастает, если применять сварку в электромагнитном поле, сварку на малых скоростях или сварку предварительно подогреваемой сварочной проволокой.

С повышением степени аустенитности металла, его толщины и жесткости конструкции трудности получения бездефектных швов при сварке под флюсом возрастают настолько, что становится более целесообразным применение газоэлектрической, электроннолучевой и других видов сварки..

Жаропрочные аустенитные стали весьма склонны к локальным

разрушениям в околошовной зоне при изготовлении, эксплуатации конструкций. В связи с этим сварку рекомендуется проводить на минимальной погонной энергии с последующей термической обработкой — высоким отпуском (при 750—850° С) либо аустенизацией (при 1100° С). В ряде случаев совмещают аустенизацию и стабилизирующий отпуск. ГС точки зрения уменьшения склонности к горячим трещинам целесообразна сварка предварительно подогреваемым электродом с управляемым переносом металла, что позволяет значительно снизить погонную энергию.

С целью повышения сопротивления трещинам в околошовной зоне в сварных конструкциях рекомендуется использовать металл, прошедший специальную металлургическую обработку (электрошлаковый, плазменно-дуговой или электроннолучевой переплав). Сопротивление трещинам увеличивается также с уменьшением размеров зерен свариваемого металла (балл зерна не менее 6), что достигается понижением температуры аустенитизации на 100° С по сравнению с рекомендуемой для стали.

жаропрочных сплавов на никелевой основе.

Все большее применение находит технология сварки высоконикелевых сталей с использованием проволок, обеспечивающих комплексное легирование шва молибденом (до 10%), вольфрамом (до 3%), титаном и алюминием (до 2,2%), в сочетании с термической ступенчатой обработкой, предусматривающей перестаривание металла. При этом достигается не только высокая длительная прочность, но и хорошая пластичность шва.