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
☆

6.2. Сварка мартенситных сталей

К мартенситным относятся стали с содержанием Сг = 11...12 %, дополнительно легированные С, Ni и другими элементами (табл. 10 и 11). Применение для закаленной стали отжига Т < Ас3 способствует отпуску структур и получению благоприятного сочетания в, и KCV, а высокая коррозионная стойкость и жаропрочность до 550...580 °С (табл. 10) обеспечиваются дополнительным легированием W, V, Mo.

Мартенситные стали практически полностью претерпевают  (М) – превращения в процессе охлаждения даже при небольших скоростях охлаждения (0,2 °С/с) в области Т = 800...650 °С. Стали термически обрабатываемые, так как претерпевают полиморфные превращения. В условиях термического цикла сварки стали мартенситного класса закаливаются на мартенсит с высокой твердостью и низкой деформационной способностью.

В результате сварочных деформаций, сопровождающих сварку, действия остаточных и структурных напряжений в сварных соединениях возможно образование холодных трещин. Для высокохромистых сталей Мн не превышает 360 °С, а Мк – 240 °С.

Таблица 10

Химический состав высокохромистых мартенситных сталей

Марка стали

Содержание элементов, % (по массе)

C

Si

Mn

Cr

Ni

Mo

V

Прочие

15Х11МФ

0,12...0,19

 0,5

 0,7

10,0...11,5

–

0,6...0,8

0,25...0,4

–

15Х12ВНМФ

0,12...0,18

 0,4

0,5...0,9

11,0...13,0

0,4...0,8

0,5...0,7

0,15...0,3

W = 0,7...1,1

18Х11МНФБ

0,15...0,21

 0,6

0,6...1,0

10,0...11,5

0,5...1,0

0,8...1,1

0,2...0,4

Nb = 0,2...0,45

13Х11Н2В2МФ

0,10...0,16

 0,6

 0,6

10,5...12,0

1,5...1,8

0,35...0,50

0,18...0,30

W = 1,6...2,0

12Х11В2МФ

0,10...0,15

 0,5

0,5...0,8

10,0...12,0

0,6

0,6...0,9

0,15...0,30

W = 1,7...2,9

10Х12НД

 0,10

 0,3

 0,6

12,0...13,5

2,8...3,2

0,8...1,1

–

Cu = 0,8...1,0

06Х12Н3Д

 0,06

 0,3

 0,6

12,0...13,5

2,8...3,2

–

–

Cu = 0,8...1,1

Примечание. Содержание S  0,025 %, P  0,025 – 0,030 %.

Таблица 11

Механические свойства и назначение мартенситных сталей

Марка стали

в, МПа

, %

, %

KCV, МДж/м2

Т эксп., С

Примеры использования

15Х11МФ

690

15

55

0,6

550...580

Корпуса цилиндров турбин, рабочие лопатки и бандажные диски, роторы турбин, поверхности котлов нагрева, трубопроводы.

Детали паровых и гидротурбин, рабочие колеса гидротурбин, колеса насосов АЭС

15Х12ВНМФ

740

15

45

0,6

500

18Х11МНФБ

740

15

50

0,6

500

13Х11Н2В2МФ

880

15

55

0,9

500

12Х11В2МФ

588

18

–

–

500

10Х12НД

650

14

30

0,3

350

06Х12Н3Д

70

14

30

0,3

350

С увеличением содержания углерода точки Мн и Мк еще более понижаются, что приводит к возрастанию твердости мартенсита и его хрупкости. При снижении содержания углерода вязкость мартенсита повышается, однако образующийся при этом –феррит, в свою очередь, сообщает им высокую хрупкость.

Содержание углерода в мартенситных сталях ограничивают до 0,20 %, что обеспечивает достаточную пластичность и ударную вязкость ответственных деталей энергетических установок. Обеспечить стойкость металла шва и, в особенности, околошовной зоны к образованию трещит – основная трудность при сварке сталей мартенситного класса.

Для этого возможно применение следующих мер:

1. Получение мелкодисперсной структуры металла шва и околошовной зоны (модифицирование металла шва за счет использования сварочных проволок Св-15Х12ГНМВФ, 01Х12Н2 и жестких режимов сварки).

2. Применение предварительного и сопутствующего подогрева. Лучшие свойства сварных соединений достигаются при температуре предварительного подогрева в интервале Мн–Мк, а также когда после сварки производится "подстуживание" до Мк(для завершения мартенситного превращения), но не ниже 100 °С (табл. 12).

3. Снижение содержания водорода.