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

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СТАЛЕЙ (НЕ МЕНЕЕ) ТАБЛИЦА 10.2

Эффективно введение в высокопрочную низколегированную сталь небольших количеств азота (0,02-0,03 %) и ннтридообразующих элементов - алюминия, ванадия, ниобия. По механическим свойствам и хладостойко-сти нитридсодержащие высокопрочные стали превосходят стали такого же химического состава, изготовленные по обычной технологии. Наличие мелкодисперсных нитридов в стали способствует уменьшению их склонности к росту аустенитного зерна прн сварке. Поэтому нитридсодержащие стали весьма перспективны для сварных конструкций. На практике хорошо себя зарекомендовала нитридсодержащая высокопрочная сталь марки 12ГН2МФАЮ,

10.2. Свариваемость сталей

Основными показателями свариваемости низкоуглеродистых бейнитно-мартенситных сталей являются сопротивляемость сварных соединений холодными трещинам и хрупкому разрушению и механические свойства зоны термического влияния, которые прежде всего связаны с фазовыми превращениями и структурными изменениями в стали при сварке. На основе этих показателей определяют технологические и конструктивные условия получения сварных соединений, удовлетворяющих эксплуатационные требования к сварной конструкции.

10.2.1. Фазовые превращения и структурные изменения при сварке

Общие сведения о фазовых превращениях и структурных изменениях в стали при воздействии термического сварочного цикла получают из терминокинетических диаграмм непрерывного распада аустенита.

у стали 14Х2ГМР в диапазоне скоростей охлаждения Шб/5 - = 35-=-0,5 °С/с превращение аустенита происходит в мартенситной и бейнитной областях (рис. 10.1). При ®6/5>18 °С/с образуется низкоуглеродистый мартенсит с твердостью HV 380. Умень-

Рис. 10.1. Термокинетическая диаграмма распада аустенита стали 14Х2ГМР. Цифры в кружках обозначают твердость (HV,o)

Рнс. 10.2. Термокинетическая диаграмма распада аустенита стали 12ГН2МФАЮ. Цифры в кружках обозначают твердость

Рис. 10.3. Термокинетическая диаграмма распада аустенита стали 14ХГН2МДАФБ. Цифры в кружках обозначают твердость

10Г, С

Рнс. 10 4. Термокинетическая диаграмма распада аустенита стали 12ХГН2МФБДАЮ. Цифры в кружках обозначают твердость

шение скорости охлаждения приводит к развитию бейнитного превращения, повышению температуры его начала и снижению твердости. При замедленных скоростях охлаждения (e/s - - 0,8 °С/с) повышается температура бейнитного превращения и увеличиваются размеры ферритных игл.

6,МПа

200 .

-100

Кинетика превращения аустенита стали 12ГН2МФАЮ (рис. 10.2) исследовалась для интервала скоростей охлаждения ггб/5 = 75-н 1,6 °С/с. При этих условиях превращение происходит в мартенситной и бейнитной областях. Ферритное и перлитное превращения отсутствуют. При 6/5 = 75 °С/с мартенситное превращение начинается при 440 °С и заканчивается при 250 °С, твердость мартенсита НУ 380. В интервале скоростей охлаждения 36-2,7 °С/с превращение аустенита с образованием бейиит-но-мартенситной структуры происходит при температурах, начало 515-620 °С, конец 270-420 °С. С уменьшением скорости

охлаждения количество мартенситной составляющей уменьшается. При Шб/5 = 36 °С/с количество бейиита в структуре составляет около 15%, а при tW6/5 = = 2,5°С/с - 90%; твердость при этом изменяется от HW 330 до НУ 213. При 6/5= 1,6 °С/с происходит полностью бейнитное превращение в интервале температур 635-465 °С; твердость НУ 205.

У сталей 14ХГН2МДАФБ и 12ХГН2МФБДАЮ превращение аустенита в диапазоне скоростей охлаждения 11Уб/5=50-0,6°С/с происходит в мартенситной и бейнитной областях (рис. 10.3 и 10.4). При скорости охлаждения, превышающей г1Уб/5=10 °С/с, у них развивается только мартенситное превращение. При скоростях охлаждения даб/5 = 2,3°С/с происходит бейнитное превращение, отсутствуют выделения доэвтектоидного феррита, что свидетельствует о высокой устойчивости аустенита этих марок сталей.

Скорость охлаждения заметно влияет на величину временных напряжений в температурной области фазового v~ct-npe-вращения (рис. 10.5). Различие в кинетике структурных превращений приводит также к изменению величины остаточных растягивающих напряжений в образцах. С повышением скорости охлаждения кУе/з в интервале 0,6-50 °С/с у стали 14ХГН2МДАФБ они уменьшаются от 240 до 150 МПа.

10.2.2. Сопротивляемость сварных соединений образованию ГТ щ XT

Низкоуглеродистые бейнитно-мартенситные стали имеют ограниченное содержание С, Ni, Si, S и P. Поэтому при соблюдении режимов сварки и правильном применении присадочных мате-

о 200 Ш 600 800 1000 Т,"С

Рис 10 5 Изменение временных на пряжений прн охлаждении защемлен ных образцов из стали иХГН2МДАФБ (термоциклы нагрев - охлаждение

(1-6) соответствуют рис 10 3)