Сварка мартенситных и мартенситно-ферритных высокохромистых сталей

Стали мартенситного класса в условиях сва­рочного термитного цикла в участках зоны термического влияния (а также и в металле шва, если по составу он

подобен свариваемому металлу) закаляются на мартенсит с высокой твердостью и низкой деформационной способ­ностью. В результате деформации, сопровождающие свар­ку, а также высокие остаточные и структурные напряже­ния длительного действия, всегда имеющиеся в сварных соединениях в исходном состоянии после сварки, могут привести к образованию холодных трещин. Они, как правило, образуются на последней стадии непрерывною охлаждения (обычно при температуре 100 °С и более низ­ких) или при выдержке металла при комнатной темпера­туре. Водород, находящийся в сварных соединениях и диффундирующий даже при низких температурах, зна­чительно способствует образованию холодных трещин.

Крупнозернистый металл швов, а также металл в зоне термического влияния более склонен к образованию тре­щин, чем мелкозернистый. Поэтому модифицирование металла швов, предусматривающее измельчение зерна (например, титаном) и применение более жестких режимов (с меньшей погонной энергией), уменьшают вероятность образования трещин.

Радикальной мерой предотвращения трещин является предварительный и сопутствующий подогрев. Обычно для этих сталей рекомендуется общий (или иногда мест­ный) подогрев до температуры 200—400 °С, для стали марки 08X13 принимается температура подогрева 100— 120 9С, а для других сталей, например марок 12X13, 20X13 — 200—250 °С.

Если после сварки с подогревом выше верхней мартен­ситной точки, изделие посадить в печь не снижая темпе­ратуры, то мартенситного превращения не произойдет, трещины в соединениях не образуются, но конечная струк­тура будет грубозернистой ферритно-карбидной. Такой металл обладает малой прочностью и низкой вязкостью. Избежать этого можно, если после сварки с температурой сопутствующего подогрева произвести «подстуживание» примерно до 120—100 °С и выдержку при этой температу­ре около 2 ч (для завершения распада аустенит—мартен­сит, без образования трещин), а затем посадку в печь всего изделия на термообработку.

Хромистые стали мартенситно-ферритные и ферритные обладают некоторой склонностью к межкристалл итной коррозии. Особо высокую склонность к межкристалл итной коррозии они приобретают после быстрого охлаждения. Для восстановления стойкости к межкр металл итной кор-

Содержание основных ос­лавленном

Марка

стали

Тип

электрода

Марка

электрода

С

Мо

Mi

12X13

Э-12Х13

УОНИ-13/1Х13

0,09—

0,13

15X11 ВМФ

Э-12Х11НВМФ

КТИ-10

0,10— 0,18

0,6—

0,9

0,6—

0,9

14ХІ1В2МФ

Э-14ХПНВМФ

ЦЛ-32

0, ll - о. 15

0,9—

1,25

0,8—

1,1

розни возможно применение высокого отпуска, причем его температура и длительность для различных сталей различны.

Изделия из высокохромистых сталей сваривают ручной дуговой сваркой покрытыми электродами в углекислом газе и его смесях с инертными газами, плавящимися и неплавящимися электродами в инертных газах и их сме­сях и автоматической сваркой под специальными флюсами. Для уменьшения вероятности образования холодных грещин за счет водорода, для ручной дуговой сварки вы­сокохромистых сталей нельзя применять электроды с по­крытиями, содержащими органические соединения в ка­честве газообразующих. Следует применять электроды

Таблица 45. Основные данные по сварке в углекислом газе

Марка

стали

Марка проволоки н шов

Содержание основных легируемых эле

талле,

с

Si

Мп

Мо

Ni

02X13

С-08Х14ГНТ

Шов

0,10

0,12

0,5

0,2

1.1

0,7

0,2

15Х14ВНМФ

С-10Х11НВМФ

Шов

0,10

0,15

0,45

0,5

1,10

0,55

1,10

0,75

15X11МФБ

С-15ХІ2НМВФБ

Шов

0,16

0,15

0,4

0,2

0,5

0,7

0,75

0,55

1,1

0,75

шрующих элементов в металле, %

пап-

Режим

отпуска

Механические свойства при 20 °С

Сг

V

W

Темпера - тура, °С

Время,

ч

°т

МПа

/ММ2

б

ч>

кси

Дж/схи2

11,0—

13,0

760

4

580

860

14

54

60

9,5—

11,5

о

т

О

**

0,9—1,2

730

5

600

750

15

55

50

10,0—

12,0

о

т

о

с

1

730

7

600

750

12

40

40

с основными покрытиями, при которых газовая защита сварочной зоны осуществляется в результате распада кар­бонатов покрытия по реакции (45). Образующиеся при этом высококальциевые шлаки способствуют удалению из сварочной ванны серы и фосфора по реакциям (61), (62), (63). Сварку такими электродами выполняют на по­стоянном токе обратной полярности. Для уменьшения ве­роятности попадания водорода в сварочную ванну за счет влаги покрытия перед сваркой электроды следует прокалить при температуре 400—450 °С в течение 2 ч.

При сварке высокохромистых сталей плавящимся электродом в углекислом газе обеспечивается достаточное оттеснение воздуха от сварочной зоны, но металл может

некоторых мартенситных и мартенситно-ферритных сталей

ментов в наплавленном ме - %

Режим

отпуска

Механические свойства при 20 °С

Сг

V

W

ыь

Т1

Темпера­тура, °С

Время,

ч

О-р

б

кси

МПа/мм2

%

Дж/см*

13.5

14.5

700

5

580

740

18

52

65

11,0

0,25

0,6

0,1

720

9

830

970

12

39

55

ОО

0,4

0,25

и

0,5

0,15

790

5

620

770

17

52

42

2 Таблица 46. Химический состав и механические свойства при автоматической сварке под флюсом мартенсит - 06 ных и мартенситно-ферритных сталей

Марка

Химический состав сварочной наплавленного металла

проволоки

%

И

Проволока

И шов

стали

проволоки

флюса

с

Si

Мп

Мс

Ni

Сг

АН-17

Проволока

0,13

0,3

0,9

0,7

0,9

11,0

15Х12МФБ

48-ОФ-6

Шов

0,18

0,1

1,3

U

1,3

12,5

ІЛІ2В1МФ

ЗП-249

АН-17

Проволока

0,12

0,25

0,79

0,85

0,70

10,3

48-ОФ-6

Шов

0,15

0,53

0,87

0,83

0,67

11,2

20X13

Св-08У14Т

АН-26

Шов

0,09

0,45

0,2

0,44

12,7

14Х17Н2

Св-08Х18Н2-ГТ

АН-26

Шов

0,08

0,20

0,70

2,0

16,2

Марка

Проволока н шов

Химический состав сварочной проволоки и наплавленного металла, %

Режим

отпуска

Механические свойства при 20 °С

стали

проволоки

флюса

Температура, °С

Время, ч

(Тт

СТВ

6

Ф

и

X

V

W

Nb

Ті

МПа/ммг

%

Дж/см8

15Х12МФБ

АН-17

Проволока

0,2

0,8

0,15

48-ОФ-6

Шов

0,4

1,2

0,20

750

5

ІЛГіЬІЙФ

ЭП-249

АН-17

Проволока

0,37

1,18

0,09

600

780

18,1

44,7

55

48-ОФ-6

Шов

0,40

1,12

0,11

720

860

14,7

42,6

58

20X13

Св-08У14Т

АН-26

Шов

0,14

580

730

18,0

44

81

700

3

14Х17Н2

Св-08Х18Н2-ГТ

АН-26

Шов

0,2

600

770

20,0

45,0

70

319

Продолжение табл. 46

значительно окисляться. Для предотвращения окисления основных легирующих элементов в электродную проволоку необходимо вводить достаточное количество раскисли - телей.

Сварка высокохромистых сталей под высококремни­стыми высокомарганцовистыми флюсами не обеспечивает требуемого качества в связи с кремнемарганцевосстано - вительными процессами, при которых происходит выгора­ние хрома (до 2 %) и уменьшение в швах кремния и мар­ганца, приводящие к снижению пластичности и вязкости этих сталей.

Для сварки под флюсом высокохромистых сталей сле­дует применять высокоосновные флюсы 48-ОФ-6, АН-26 или слабо окисленный низкокремнистый флюс АН-17 (см. табл. 15).

Примененные материалы, химический состав и меха­нические свойства металла швов при сварке некоторых высокохромистых сталей мартенситного, мартенситно­ферритного класса приведены в табл. 44—46.

Комментарии закрыты.