|
|
|
|
Главная Переработка нефти и газа цессе производства от S, Р, газов и неметаллических включений, в ряде случаев подвергая их вакуумно-дуговому, электрошлаковому переплавам, рафинированию в ковше жидкими синтетическими шлаками. Термомеханическая обработка (ТМО) позволяет достичь на среднеуглеродистых сталях хорошего сочетания прочности, пластичности и вязкости. Типичными представителями среднеуглеродистых мартенситно-бейнитных сталей, широко применяемыми при изготовлении ответственных сварных / ЧМТУ \ конструкций, являются стали 42Х2ГСНМА -цнИЧМ 979-63Ji / ЧМТУ \ 40ХГСНЭМА (ЧМТУ 5309-57), 30Х2ГСНВМА (цничМ j а также ЗОХГСНА, ЗОХГСА, 25ХГСА, 12Х2НЧА (все ГОСТ 4543-71) и некоторые другие, имеюшие предел прочности 1050-2000 МПа (табл. 11.1). 11.2. Свариваемость сталей В ряде случаев среднеуглеродистые мартенситно-бейнитные стали применяют в конструкциях в термически упрочненном состоянии. В этом случае необходимо получить искомый комплекс свойств без термообработки сварных соединений. Аустенитизация является ведущим процессом в формировании свойств участков зоны термического влияния в широком диапазоне температур. Поэтому целесообразно разделить зону термического влияния по принципу полноты и характера аустенитизации на три температурные области. Температурный интервал этих областей зависит от многих факторов и определяется особенностями как технологического процесса сварки, так и свойствами основного металла. Условно первую из них можно определить как область перегретого аустенита, характеризующуюся наличием крупного зерна и высокотемпературной химической микронеоднородности (ВХМН), вторую-аустенита с оптимальной величиной зерна и высокими свойствами, третью-неполной аустенитизации и высокого отпуска. 11.2.1. Фазовые и структурные превращения при сварке В исследованиях большое внимание уделяется участкам перегрева и высокого отпуска, так как их свойствами часто определяется работоспособность сварных соединений этих сталей. Высокотемпературная химическая микронеоднородность (ВХМН) образуется главным образом в результате раннего оплавления отдельных микрообъемов металла околошовной зоны у линии сплавления, включающих легкоплавкие неметаллические включения сульфидного происхождения и другие сег-регатьц Она формируется при всех способах сварки плавлением. При этом образуется характерная зернистая структура. Границы подплавленных зерен ориентированы по участкам за- ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА БЕЙНИТНЫХ СТАЛЕЙ ПОСЛЕ
* 0,03-0,08 % V; *• 0,9-1,3 % W. легания неметаллических включений и так проявляют первичную неоднородность основного металла. Процесс формирования ВХМН трехстадийный. На первой стадии имеет место локальное подплавление основного металла на участках легкоплавких неметаллических включений и других сегрегации при температуре примерно 1300-1360 °С. Наблюдается специфическое растекание жидкости. После затвердевания подплавленных микрообъемов могут образоваться пустоты (рис. 11.1,а). Вторая стадия характерна полным оплавлением существующих границ и сегрегации в интервале температур примерно 1360-1420 °С. Сульфиды равномерно распределяются по оплавленным границам, обволакивая зерна. Первая и частично вторая стадии протекают при температуре ниже Тс сплава (рис. 11.1,в). На третьей стадии в интервале температур примерно 1420- 1480 °С формируются более мелкие зерна делением на отдельные части крупных оплавленных зерен путем соединения оплавленных островков и полосок между собой с возникновением новых обогащенных границ (рис. 11.1, г). На всех стадиях формирования неоднородности в подплавленных участках наблюдается сегрегация элементов, имеющихся в стали. Микрорентгеноспектральный анализ образцов, нагретых по термическому циклу участка ВХМН, а также образцов из сварных соединений показывает, что степень химической неоднородности практически не зависит от скорости нагрева, охлаждения, времени пребывания при температуре 1300 °С и более (табл. 11.2). При дальнейшем росте температуры степень сегрегации не изменяется. Степень химической ТАБЛИЦА ll.l ИССЛЕДУЕМЫХ СРЕДНЕУГЛЕРОДИСТЫХ МАРТЕНСИТО-ЗАКАЛКИ И НИЗКОГО ОТПУСКА
неоднородности в имитированных образцах и у линии сплавления сварных соединений примерно такая же, как и в металле шва аналогичного химического состава. Микрорентгеноспектральный анализ образцов, нагретых по термическому циклу участка ВХМН, показывает (табл. 11.3), что сегрегация легирующих элементов на первичной границе сохраняется даже после длительных выдержек при 1200 °С. Высокотемпературная химическая микронеоднородность, развивающаяся в участке подплавления околошовной зоны под воздействием сварочного термодеформационного цикла и сохраняющаяся после термической обработки, изменяет кинетику ТАБЛИЦА 11.2 ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНАЯ ХИМИЧЕСКАЯ МИКРОНЕОДНОРОДНОСТЬ В ОБРАЗЦАХ СРЕДНЕУГЛЕРОДИСТЫХ МАРТЕНСИТО-БЕЙНИТНЫХ СТАЛЕЙ
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 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 |
 |
