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

ленных кромок соответствует точке Г на прямой, соединяющей точки А и Б. Состав и структура iveтaллa корневого слоя определяются отрезками а - б на прямой ВГ. Состав и структура металла верхнего слоя 2, образующегося за счет проплавления кромки перлитной стали и корневого слоя /, будут определяться отрезком в-г на прямой ВД, построенной аналогично прямой ВГ. Соответственно состав слоя 3 будет определяться уже отрезком д - е на прямой BE.

Структурная диаграмма построена на базе составов сталей и швов с содержанием углерода свыше 0,10 %• Для них наличие в структуре мартенсита, как правило, приводит к резкому снижению пластичности и создает опасность появления трещин. Поэтому условием выбора режимов сварки и сварочных материалов является расположение возможных составов металла шва вне зон с мартенситной структурой. В последнее время, однако, все большее распространение находят применение стали и сварочные материалы со сверхнизким содержанием углерода менее 0,05 %. Для них наличие мартенсита в структуре не снижает заметно пластичности и не приводит к образованию технологических трещин.

32.2.2. Образование и строение зоны, сплавления

При оценке работоспособности рассматриваемых сварных соединений особую важность имеет изучение структуры и свойств зоны сплавления разнородных материалов. В соединениях, выполненных методами сварки плавлением и большинством

Рис. 32.3 Микроструктура зоны сплавления перлитной стали с аустенитным

швом

ЦТ-JS

методов сварки давлением с расплавлением зоны соединения, вблизи границы сплавления выявляется кристаллизационная прослойка промежуточного состава между основным металлом и швом или свариваемыми сталями. Их протяженность меняется от способа и режима сварки, находясь в пределах 0,005- 0,6 мм.

В зависимости от сочетания свариваемых сталей или основного металла и шва строение и свойства зоны сплавления будут

различными. При сварке между собой сталей разного легирования, но одного структурного класса наличие кристаллизационных прослоек обычно не влияет на свойства сварного соединения и их можно не учитывать. При сварке сталей разного структурного класса и в первую очередь перлитной стали с аустенитной fffMm или при использовании аустенитных сварочных материалов образование сварного соединения связано с условиями совместной кристаллизации материалов с разными структурными решетками (а- и у-фазы). При этом в зоне сплавления образуется промежуточный слой сопрягающихся между собой деформированных структурных решеток (рис. 32.3). Наибольшая степень структурной нестабильности возникает при отсутствии или незначительной ширине кристаллизационных прослоек переменного состава.

В пределах изменения состава зоны кристаллизационных прослоек структура и свойства их могут значительно меняться. Так, в зоне сплавления перлитной стали с аустенитным швом участок «кристаллизационной» прослойки с содержанием Сг 3-12% и N1 2-7% имеет структуру высоколегированного мартенсита и является хрупким.

Ширина хрупких мартенситных прослоек зависит от запаса

Рис. 32.!. Изменение содержания никеля в зоне сплавления малоуглеродистой стали с аустенитными швами различного легирования; 1,2 - шов типа Э-07Х20Н9; 3, 4 - шов типа Э-08Н60Г7М7Т; 1,3 - участки с повышенной шириной кристаллизационной прослойки; 2, 4 - участки с минимальной шириной прослойки

аустенитности металла шва и становится наибольшей при использовании электродов типа Э-07Х20Н7 (рис. 32.4). В пределах одного слоя шва она может меняться в зависимости от особенностей кристаллизации данного участка. При использовании электродов на никелевой основе (например, Э-08Н60Г7М7Т) мартенситные прослойки значительно меньше.

Учитывая, что и в пределах одного сварочного валика ширина хрупких прослоек колеблется в широких пределах, целесо-

го 40 60 80 100 IZO 6. мкм

Рнс. 32.5. Влияние способа сварки и легирования металла аустеннтного шва на ширину (в) кристаллизационных мартенситных прослоек в зоне сплавления со сталью

38ХНЗМФА:

/-3 - шов типа Э-10Х25Н13Г2 (/ - ручная дуговая сварка- 2 -ленточная наплавка; 3 - электронио-лучевая сварка); 4 - шов типа Э-08Н60Г7М7Т (ручная дуговая сварка)

образно ее учитывать с помощью кривых распределения типа показанной на рис. 32.5.

Для каждого из вариантов имеется узкий диапазон изменения ширины прослойки, охватывающий свыше 50 % обшей длины зоны сплавления. Средняя ширина прослоек в этом интервале может быть условно принята за ее значения для данного варианта.

32.2.3. Образование диффузионных прослоек в зоне сплавления

При сварке, термической обработке и высокотемпературной эксплуатации в зоне сплавления рассматриваемых соединений могут развиваться и заметно влиять на ее структуру и свойства прослойки, обусловленные диффузионным перераспределением элементов на линии раздела разнородных материалов [4]. В наи-