Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 [ 114 ] 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170

25.2.3. Двухфазные (а + )-сплавы

Двухфазные конструкционные (а+ р)-титановые сплавы по свариваемости уступают а-сплавам, так как более чувствительны к изменению параметров режима сварки, а необходимый уровень свойств достигается в результате термической обработки, применения присадочных материалов или утолщений кромок.

Чувствительность двухфазных сплавов к термическим циклам сварки проявляется в существенном изменении механических свойств свя;ных соединений в зависимости от затрат погонной энергии и соответствующих им скоростей охлаждения околошовной зоны. Величина оптимальных скоростей охлаждения зависит от количества легирующих элементов в сплаве, от стабильности р-фазы и кинетики ее распада. В общем случае с увеличением степени легирования (a-t-p)-сплава величину скорости охлаждения следует уменьшать. Для наиболее распространенного сплава ВТ6 скорость охлаждения не должна превышать 40°С/с. Для более легированных сплавов (ВТ14, ВТ22) независимо от скорости охлаждения (1-600°С/с) наблюдается снижение пластичности околошовной зоны. Поэтому для получения оптимальной структуры и механических свойств околошовной зоны необходим соответствующий выбор параметров режимов сварки применительно к типу соединения.

Получение требуемых механических свойств металла шва достигается соответствующим выбором химического состава присадочной проволоки, состав которой должен быть близок к составу основного металла, но с уменьшенной степенью легирования. Для таких высокопрочных сплавов как ВТ 14 и ВТ22 дуговая сварка без присадки, т. е. только проплавлением основного металла, не позволяет получить достаточно прочные и пластичные соединения. Эти сплавы сваривают с легированной присадочной проволокой СПР-2, что позволяет получать после сварки и отжига швы, равнопрочные основному металлу прн удовлетворительной пластичности и вязкости (табл. 25.4).

ТАБЛИЦА 25.4 МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ, ВЫПОЛНЕННЫХ с ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРИСАДКИ СПТ-2 [1]

Снижение чувствительности шва к трешинам и повышение работоспособности швов в условиях длительного нагружения достигается отжигом. Необходимость отжига сварных конструкций из (а-ЬР)-сплавов обусловлена прежде всего возникновением в соединениях метастабильных фаз, склонных к распаду при последующих нагревах, а в некоторых случаях и при приложении внешних нагрузок.

Рекомендуются следующие режимы отжига [23] для сварных соединений некоторых (а-ьр)-сплавов титана:

Марка сплава.......Температура

отжига, °С

ВТ6, ВТ6С ....... 750-800

ВТ 14 .......... 740-850

ВТ16 .......... 730-770

ВТ22, ВТ23 ....... 740-760

Температура отжига для снятия остаточных напряжений для этих же сплавов составляет 550-650 °С.

Высокопрочные титановые (а-ЬР)-сплавы наиболее эффективно применяются в термоупрочненном состоянии. В связи с тем, что после сварки основной металл и сварное соединение имеют различные фазовые составы с отличающейся стабильностью отдельных фаз, режимы термообработки, рекомендуемые для основного металла, как правило, неприемлемы для сварных соединений. Основная трудность в подборе режимов термообработки заключается в снижении пластичности сварных соединений. Термообработка состоит в закалке с последующим старением. В зависимости от химического состава сплава, степени легирования и даже плавки выбирают соответствующие режимы термообработки. Свойства некоторых сплавов, обработанных по оптимальным режимам, приведены в табл. 25.5.

ТАБЛИЦА 25.5 МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ИЗ НЕКОТОРЫХ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ ПОСЛЕ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ [1]

с целью повышения пластичности сварных соединений применяют высокотемпературный отжиг [4] для предварительной ПОДГОТОВКИ структуры сварного соединения перед упрочняющей

термообработкой (рис. 25.1).

На сплавах типа ВТ22, ВТ23 эффективным методом повышения пластичности сварных соединений является термоциклирова-ние в интервале температур 950- 550 °С, заключающееся в многократном нагреве и выдержке при определенной температуре с последующим медленным охлаждением.

Обеспечение равнопрочности соединений при необходимой их пластичности и вязкости в термически упрочненном состоянии достигается путем применения комплексно-легированных присадок с содержанием редкоземельных металлов (V, Gd и др.), Re, Zr, Hf и особых параметров режимов термической обработки (5] (табл. 25.6). Обеспечение равнопрочности также достигается за счет утолщения свариваемых кромок.

без тшга

77S 800 815 850 Т°С

Рис. 25.1. Зависимость влияния температуры предварительного отжига перед стандартной упрочняющей термообработкой сплава (800 "С, 1 ч, охлаждение на воз-Духе, старение 500°С) на механические свойства металла шва (/), зоны термического влияния (2) и основного металла (3)

ТАБЛИЦА 25,6 РЕЖИМЫ УПРОЧНЯЮЩЕЙ ТЕРМООБРАБОТКИ СОЕДИНЕНИЙ, СВАРЕННЫХ с ПРИСАДКОЙ СИСТЕМЫ Ti-Al-Mo-V-Nb - Zr-Re [5]

25.2.4. Высоколегированные -сплавы

При сварке высоколегированных р-сплавов возникают существенные трудности, связанные с повышенной чувствительностью к примесям - газам, спецификой фазовых и структурных превращений в сварных швах и околошовной зоне. Эти сплавы весьма чувствительны к скорости охлагйдения после нагрева до высоких температур: с уменьшением скорости охлаждения снижаются пластические характеристики. Оптимальные скорости охлаждения при сварке для сплавов такого типа высоки и находятся в пределах 100-500 °С/с. Наиболее перспективными для р-

Прииечаиие. Охлаждение после СПЛаВОВ ТИТаНЗ ЯВЛЯЮТСЯ СПО-нагрева, с печью от 400 - на воздухе. „ ,

собы, обеспечивающие сварку