17. Сигматизация и меры борьбы с ней при сварке аустенитных хромоникелевых сталей

В аустенитных швах сталей типа 25-20 сигматизация возникает при длительном нагреве металла в интервале температур 650—900 °С, и особенно при 800—875 °С. В этом случае возможно выпадение из аустенита мелкодисперсных карбидов и местное превращение γ - σ. В таких швах V, Сг, Мn, W, Мо, Nb, Со, Si, Ni, Сu и др. ускоряют сигматизацию. Углерод препятствует этому процессу.

В аустенито-ферритных швах сталей типа 18-8 сигматизация наблюдается при длительном нагреве в интервале температур 500—875 °С в результате перерождения δ(α)-железа в σ-фазу. Скорость и степень сигматизации значительно зависят от состава феррита и характера его легирования, поскольку σ-фаза образуется непосредственно в феррите. Появлению σ-фазы в аустенито-ферритном шее способствуют элементы-ферритизаторы, тогда как аустенизаторы, в том числе и Мn, делают швы менее склонными к сигматизации.

Состав σ-фазы весьма сложен. Так, σ-фаза,. образовавшаяся в стали типа 25-20 после нагрева в течение 1000 ч, содержала 51,82% Сг; 3% Ni; 1,1% Si; 0,61% Мn и 44,67 % Fе при соотношении Fе Сг=0,86. В то же время в аустените было 25% Сг и 18% Ni.

Наиболее эффективное средство борьбы с сигматизацией металла швов — это их нагрев до температуры 1000—1150 °С с выдержкой в течение 1 ч и последующим быстрым охлаждением. Тогда обеспечивается полное растворение σ-фазы в аустените и дальнейшая невосприимчивость швов к воздействию опасных температур. В аустенито-ферритных швах, кроме того, целесообразно ограничить содержание ферритной составляющей (5%).

19. Ножевая коррозия и коррозионной растрескивание, меры ее предупреждения.

Из-за повышения температур сварки или в течение неподходящей обработки высокой температурой, карбиды хрома могут формироваться в границах зерна нержавеющей стали. Эта химическая реакция окисляет хром в зоне около границы зерна, делая те области, намного менее стойкими к коррозии. Это создает гальваническую пару между хорошо защищенным сплавом, что приводит к тому, что сварной шов корродирует (коррозия на границах зерен около сварного шва) в высоко коррозийных окружающих средах. Специальные сплавы, с низким углеродистым содержанием или со специальными углеродистыми "добавками" например титан и ниобий (в типах, 321 и 347, соответственно), могут предотвратить этот эффект, но последний требует специальной обработки высокой температуры после сварки, чтобы исключить явление ножевая коррозия. Поскольку название подразумевает, что этот эффект ограничен маленькой зоной действия, часто только несколько микрометров в поперечнике, что приводит к тому что процесс развивается более быстро. Эта зона находится около сварного шва, делая это даже менее заметной [2]. Современное производство стали в значительной степени уменьшают эти проблемы, контролируя содержание углерода в нержавеющих сталях < 0,3 % и исторически такие сорта называются как "L" сорта типа 316L; практически большинство нержавеющих сталей в наши дни производятся с низким содержанием углерода.

Коррозионное растрескивание металлов - быстрая и серьезная форма коррозии нержавеющих сталей. Она образуется, когда материал подвергнут растягивающему напряжению в некоторых видах коррозийных окружающих средах, особенно солесодержащие окружающие среды (морская вода) в более высоких температурах. Напряжения могут быть результатом рабочих нагрузок, или могут быть вызваны при обработки или остаточных напряжений от изготовления (холодной обработки); остаточные напряжения могут быть уменьшены отжигом (нормализацией). Это ограничивает применение нержавеющей стали для сред содержащих воду с повышенным содержание солей при температурах более чем 50 оС. Коррозионное растрескивание металлов проявляется только в аустенитных нержавеющих сталях и зависит от содержание никеля.