Сварка высоколегированных сталей и сплавов (Начало статьи, Часть 1)
Высоколегированными считают стали с суммарным содержанием легирующих частей выше 10% при содержании железа в их более 45%. Если содержание железа меньше этой числа, то материалы числятся особыми сплавами. К этой группе относятся стали и сплавы, владеющие специфичными качествами: высочайшей противокоррозионной стойкостью при комнатной и завышенной температурах, сопротивлением ползучести при нагреве и др. Материалы этой группы зависимо от температурных критерий эксплуатации изделий делят на жаропрочные и жаростойкие.
Жаростойкость (окалиностойкость) — свойство металлов и сплавов отлично противостоять при больших температурах химичеcкому воздействию, а именно окислению на воздухе либо в другой газовой среде. Жаропрочность — способность материалов при больших температурах выдерживать без разрушения механические нагрузки.
Схожим требованиям соответствуют материалы с высочайшей степенью легирования — высоколегированные стали и особые сплавы. В качестве легирующих частей употребляют хром, никель, марганец, кремний, кобальт, вольфрам, ванадий, молибден, титан, бор и др. Высоколегированные стали и сплавы являются важными конструкционными материалами, используемыми в производстве оборудования для хим индустрии, в авиации, энергетике и реактивной технике.
Сначала стоит отметить высокохромистые стали, применяемые в энергетическом и хим машиностроении. Зависимо от степени легирования колченогом они могут относиться к мартенситному, мартенситно-ферритному и ферритному классам. Высокохромистые стали употребляют в качестве коррозионностойких, жаростойких и жаропрочных.
Коррозионно-стойкими обычно являются стали с 13% Сг и поболее. Сразу эти стали владеют жаростойкостью до 600°С и жаропрочностью до 480°С. Увеличение жаропрочности, допускающей долгосрочную работу при значимых напряжениях и температуре до 650°С, достигается дополнительным легированием молибденом, ванадием, ниобием, бором и другими элементами. Хромистые стали очень чувствительны к тепловому воздействию при сварке, что нужно учесть при разработке технологических процессов. Жаростойкими и жаропрочными материалами являются высоколегированные аустенитные стали и сплавы. Их систематизируют по системе легирования, структурному классу, свойствам и служебному предназначению. Главные легирующие элементы — хром и никель. Материалы с суммарным содержанием железа и никеля > 65% при соотношении никеля и железа 1: 1,5 являются железо-никелевыми сплавами, а с содержанием никеля 2: 55% —никелевыми сплавами. Аустенитные стали и сплавы являются важной группой материалов, обширно применяемой в разных отраслях машиностроения для конструкций, работающих в широком спектре температур.
К группе аустенитных сталей относятся коррозионностойкие хромоникелевые стали, к примеру 08Х18Н10Т. Они владеют высочайшей пластичностью и отлично штампуются в прохладном состоянии. Главной угрозой при сварке этих сталей является склонность к трещинкам и межкристаллитной коррозии сварных соединений.
Склонность к образованию жарких трещинок связана с образованием крупнозернистой столбчатой структуры металла шва, высочайшей литейной усадкой кристаллизующегося металла и значимых деформаций при затвердевании. Основными мерами борьбы с жаркими трещинками при сварке этих сталей являются: получение сварных швов с двухфазной структурой (аустенит плюс маленькое количество феррита, карбидов либо боридов) для улучшения структуры и измельчения зерна; ограничение вредных примесей в металле; применение неокислительных основных электродных покрытий и фторидных флюсов; уменьшение объема сварочной ванны и дела ширины шва к глубине проплавления для уменьшения усадочных деформаций при сварке (сварка на пониженных погонных энергиях, рациональная разделка кромок, ниточные швы).
Источник: