Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Бондаренко.doc
Скачиваний:
1024
Добавлен:
22.03.2016
Размер:
7 Мб
Скачать
☆

5. Сварка жаропрочных перлитных сталей

Жаропрочными (теплоустойчивыми) принято называть стали, предназначенные для длительной работы при Т < 600 С. Они широко применяются для изготовления деталей энергетического, нефтехимического и химического машиностроения.

Это связано с их сравнительно низкой стоимостью и высокой технологичностью, способностью длительно работать под напряжением и при высоких температурах, длительной прочностью, жаропрочностью и стабильностью свойств во времени. Так, сварное соединение в условиях ТЭС и АЭС испытывают термомеханические нагрузки (Т < 600 °С, Р < 25 МПа) в течение длительного времени (15 лет) при наличии коррозионного воздействия и нейтронного облучения.

Высокая работоспособность этих сталей обусловлена оптимальным легированием 0,5...2,0 % Сг, 0,1...0,3 % Мо, 0,1...0,3 % V, а также небольшим количеством редкоземельных металлов и В (табл. 4).

Легирование Сг упрочняет твердый раствор, повышает жаростойкость сталей, предотвращает графитизацию в процессе эксплуатации при Т > 450°С и повышает длительную прочность.

Mo повышает сопротивление ползучести, температуру рекристаллизации железа и его прочность при высоких температурах, способствует образованию упрочняющей фазы Лавеса Fe2Mo. Образование Fe2Mo происходит с уменьшением объема и сопровождается "отрицательной" ползучестью.

V совместно с С обеспечивает упрочнение стали высокодисперсными карбидами VC и способствует стабилизации карбидной фазы как элемент, обладающий высоким сродством к углероду.

Таким образом, жаропрочность этих сталей обусловлена тем, что значительная доля Сг, Мо и V находится в твердом растворе, легируют и упрочняют феррит, затрудняют процессы диффузии и самодиффузии при высоких температурах.

С другой стороны, Сг, Мо и V образуют карбиды, обладающие высокой стойкостью против коагуляции при нагреве.

Оптимальное сочетание механических свойств изделий из перлитных жаропрочных сталей достигается применением нормализации или закалки с последующим температурным отпуском. При этом обеспечивается структура, состоящая из дисперсной феррито-карбидной смеси.

У Cr–M–V сталей наблюдается бейнитная составляющая структуры. Для жаропрочных перлитных сталей т = 250...35 МПа, в = 400...500 МПа,  = 15...20 %,  = 30...50 %.

Таблица 4

Химический состав жаропрочных перлитных сталей

Марка

стали

Содержание элементов, %

Температура эксплуатации, С

C

Si

Mn

Cr

Mo

V

12ХМ

0,09...0,16

0,15..0,30

0,4...0,7

0,4...0,6

0,4...0,6

–

450...550

15ХМ

0,10...0,18

0,17..0,37

0,4...0,7

0,8...1,1

0,4...0,6

–

450...550

12Х2М1Л

0,14

0,27

0,54

2,32

1,1

–

450...550

12Х1МФ

0,08...0,15

0,17..0,37

0,4...0,7

0,9...1,2

0,25..0,35

0,15...0,3

550...600

15Х1М1Ф

0,12...0,18

0,15..0,30

0,4...0,6

0,9...1,2

0,9...1,1

0,25...0,35

500...600

12Х2МФСР

0,09...0,16

0,1...0,3

0,3...0,6

1,9...2,2

0,4...0,7

–

550...600