Выбор теплового режима сварки

Сопротивляемость холодным трещинам и хрупкому разрушению

В связи с высокой склонностью к подкалки в сварных соединениях этих сталей возможно образование холодных трещин. Склонность к образованию холодных трещин при сварке зависит от характера распада аустенита в процессе охлаждения.

В случае формирования мартенситной структуры ударная вязкость сварных соединений сталей с содержанием хрома 13 % снижается до 0,05 – 0,10 МДж/м³. Последующий отпуск при 650 – 700 ºС приводит к распаду структуры закалки, выделению карбидов, в результате чего тетроганальность мартенсита уменьшается. После отпуска ударная вязкость возрастает до 1 МДж/м². С учётом такой возможности восстановления ударной вязкости большинство марок хромистых сталей имеют повышенное содержание углерода для предотвращения образования значительного количества феррита в структуре. Таким путём удаётся избежать охрупчивания стали. Однако при этом наблюдают ухудшение свариваемости вследствие склонности сварных соединений к холодным трещинам из-за высокой хрупкости околошовного металла со структурой пластинчатого мартенсита.

Формирование значительного количества δ-феррита в структуре околошовного металла резко уменьшает склонность сварных соединений к образованию холодных трещин. Образование большого количества δ-феррита характерно для сталей с содержанием хрома 13 % и С < 0,1%. Количество δ-феррита в структуре околошовного металла зависит от уровня температуры нагрева. В участках, нагреваемых до температур близких к T_сол, количество δ-феррита в структуре может стать подавляющим. Такая структура характерна для участка зоны термического влияния, примыкающего к линии сплавления со швом и подвергающегося при сварке влиянию более высоких температур. Ширина этого участка мало зависит от температуры подогрева, но возрастает с погонной энергией сварки. Поэтому для сталей 08Х13 и 08Х14МФ с увеличением ширины участка с большим количеством δ-феррита отрицательное влияние его на вязкость сварных соединений возрастает.

В соответствии с таблицей 9 сварка мартенситно-ферритных сталей производится в основном с предварительным и сопутствующим подогревом.

Даже для узлов из стали 08Х13 с наиболее низким содержанием углерода при сварке рекомендуется подогрев до 150 – 250 ºС с последующей термической обработкой. Подогрев не производится только при сварке плакирующего слоя биметалла.

Дополнительное легирование стали 08Х14МФ карбидообразующими элементами снижает «эффективное» содержание С и устойчивость аустенита в процессе охлаждения, способствуя его распаду уже при 300 ºС. Тетраганальность мартенсита уменьшается, что благоприятно сказывается на свариваемости. Сталь 08Х14МФ, легированная дополнительно Mo и V, сваривается в результате этого без подогрева.

Особенности теплового режима сварки мартенситно-ферритных сталей

Таблица 9

Марка стали	Температура подогрева, ^0С	Время вылеживания до термической обработки, ч	Термическая обработка
08Х13	150 - 250	Не ограничено	Отпуск при 680 – 700 ^0С
08Х13 плакитирующий слой биметалла	Без подогрева	Не ограничено	Не производится
08Х14МФ	Без подогрева	Не ограничено	Не производится
12Х13	≥ 300		Отпуск при 700 – 720 ^0С
20Х13	≥ 300		Отпуск при 700 – 720 ^0С
14Х17Н2	150 - 250	Не ограничено	Отпуск при 620 – 640^0С

Дата добавления: 2015-05-06