Отпускная хрупкость

Сварное технологическое оборудование в нефтехимической и энергетической отраслях промышленности эксплуатируется во многих случаях при повышенных температурах (от 350 до 550С). При длительной выдержке металла при указанных температурах его сопротивление хрупкому разрушению снижается.

Сопротивляемость сталей отпускной хрупкости зависит как от содержания Cr и Mo в составе стали, так и их соотношения. Наименее склонны к отпускной хрупкости стали типа 1Cr-0,5Mo, 1,25Cr – 0,5Mo, 9Cr – 1 Mo. Стали типа 2,25Cr – 1Mo, 3Cr – 0,5Mo, 5Cr – 0,5Mo обнаруживают повышенную склонность к отпускной хрупкости.

Современные представления о механизме отпускной хрупкости, основанные на данных тонких исследований ОЖЕ – спектроскопии, связывают с процессами зернограничной сегрегации вредных примесей (P, Sn, Sb, As) и, как следствие, снижением когезивной прочности границ зерен, сменой внутризеренного механизма разрушения межзеренным. Причем степень отрицательного влияния на сопротивление металла отпускной хрупкости вредных примесных элементов в околошовном участке участке ЗТВ выше, чем в основном металле, из-за укрупнения зерна аустенита и резкого уменьшения вследствие этого удельной поверхности границ зерен.

Отрицательное влияние примесных атомов усиливается с увеличением в составе стали марганца и кремния. Условие обеспечения сопротивления металла отпускной хрупкости учитывается фактором Ватанабе:

I = (Mn+Si)(P+Sn)*10⁴£ 200%

Фактор Брускато предложен для оценки сопротивления отпускной хрупкости металла шва:

Х=(10P + 5Sb + 4Sn + As) *100 £ 25

Выбирая рациональный режим термообработки. МОЖНО СУЩЕСТВЕННО СНИЗИТЬ СКЛОННОСТЬ МЕТАЛЛА К ОТПУСКНОЙ ХРУПКОСТИ.

Наряду с явлением отпускной хрупкости сталей, которую определяют по снижению ударной вязкости, различают хрупкость металла в условиях ползучести, которую определяют по снижению пластичности в условиях выдержки при повышенных температурах. Это явление вызывается образованием скоплений примесных атомов на границах зерен при повышенных температурах, причем в случае крупнозернистой структуры околошовного участка ЗТВ проявляется в большей степени, чем в основном металле.

Сопоставляя фактор CEF, характеризующий склонность к охрупчиванию в условиях ползучести

CEF= P+2,4As+3,6Sn+8,2Sb

С фактором Брускато, можно видеть, что степень влияния одних и тех же примесных элементов на отпускную хрупкость и охрупчивание в условиях ползучести различна. С увеличением содержания примесных элементов различие в чувствительности металла околошовного участка ЗТВ сварных соединений сталей с различным количеством хрома к охрупчиванию в условиях ползучести нивелируется.

Дата добавления: 2014-01-07