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

ТАБЛИЦА 12.4

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ПРИ 20 °С ПОСЛЕ ОТПУСКА

* Свойства металла шва.

отпуска И неполной перекристаллизации. Снижение длительной прочности сварных соединений по сравнению с основным металлом зависит от характера термического цикла сварки, степени упрочнения сталей термической обработкой и структурной стабильности стали.

Длительная прочность хромомолибденовых сталей и их сварных соединений находится примерно на одном уровне (табл. 12.5). Это объясняется тем, что вследствие малой про-

ТА БЛИЦА 12.5

ДЛИТЕЛЬНАЯ ПРОЧНОСТЬ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ЗА 10= Ч

[2, 4]

каливаемости и нерегламентируемой скорости охлаждения при нормализации стали этой группы упрочняются в процессе термической обработки незначительно, а следовательно, и мало склонны к разупрочнению при сварке.

Хромомолибденованадиевые стали разупрочняются при сварке в большей степени, так как сталь 15Х1М1Ф, например, охлаждается при нормализации принудительно со скорстью около 1000 °С/ч, а трубы из стали 12Х1МФ проходят закалку.

Если коэффициент жаропрочности сварных соединений (т. е. отношение длительной прочности сварного соединения к длительной прочности основного металла) для нормализованной и отпущенной стали 15Х1М1Ф при ручной автоматической сварке равен 0,84-0,88, то для закаленной и отпущенной стали 12Х1М1Ф (толстостенные паропроводные трубы) он равен 0,77. Коэффициент жаропрочности сварных соединений хромомолибденованадиевых сталей на уровне единицы можно обеспечить, используя после сварки в качестве термической обработки нормализацию с отпуском. Однако в этом случае необходимо применять такие сварочные материалы, которые обеспечивают термическую прорабатываемость швов на уровне свариваемой стали. Термическая же обработка должна быть не местной, а общей для всей сварной конструкции. Например, автоматическая сварка стали 15Х1М1Ф под флюсом АН-22 проволокой Св-14Х1М1ФА с последующей нормализацией и отпуском обеспечивает длительную прочность сварных соединений при 565 °С за 10 ч условного испытания, равную 88 МПа, а электрошлаковой проволокой Св-08ХМФ - 82 МПа [5].

Что касается кратковременных механических свойств сварных соединений при рабочих температурах, то они не уступают соответствующим свойствам свариваемых сталей.

Раздел 4 высоколегированные стали и сплавы

Глава 13. МАРТЕНСИТНЫЕ СТАЛИ (Зубченко А. С.) 13.1. Состав и свойства сталей

13.1.1. Назначение и марки сталей

В большинстве случаев высокохромистые мартенситные стали имеют повышенное содержание углерода, некоторые из них дополнительно легированы никелем (табл. 13.1). Углерод, никель и другие аустеиитообразующие элементы расширяют область у и способствуют практически полному уа(М)-превращению в процессе охлаждения. Применение для закаленной стали отжига при температура)С ниже точки Лз способствует отпуску структур за-

калкн и возможности получения весьма благоприятного сочетания механических свойств - одновременно высоких значений прочности, пластичности и ударной вязкости. Феррнтообразующие элементы (Мо, W, V, Nb) вводят для повышения жаропрочности сталей. Если обычные 12%-ные хромистые стали имеют достаточно высокие механические свойства при температурах до 500 °С, то сложнолегированные на этой основе стали обладают высокими характеристиками до 650 °С и используются для изготовления рабочих и напрааляюших лопаток, дисков паровых турбин и газотурбинных установок различного назначения (табл. 13.2).

13.1.2. Структура сталей, легированных хромом

Железо образует с хромом непрерывный ряд а(б)-твердых растворов с объемноцентрированной кубической решеткой (рис. 13.1). У сплавов с высоким содержанием железа имеется замкнутая область утвердых раство-

1800

1200

1200

90 Сг,

О 5 т Сг,7о

Рис. 13.1. Структурная диаграмма же- Рис. 13.2. Влияние хрома иа положе-лезо - хром иие критических точек фазовых пре-

вращений в сплавах с железом

ров. На диаграмме Fe -Сг область у ограничена справа двумя линиями, замыкающими гетерогенный участок a,(6)-fY- Хром оказывает сильное влияние на положение критических точек, отмечающих у->-а-превращение. Вначале увеличение содержания хрома приводит к понижению точки Лз. При концентрации до 8 % хром может быть отнесен к элементам, способствующим устойчивости аустенита и расширению его температурной области (рнс. 13.2). Большие концентрации хрома повышают точку Лз. У сплавов с у-а-превращением легирование хромом значительно снижает также критические скорости охлаждения. В результате этого при низком содержании углерода легирование до 12 % Сг приводит к фор.мированню в стали однофазной мартенситной структуры даже при весьма замедленном охлаждении от 800 °С, например со скоростью менее 1 °С/с.

При содержании хрома более 12 % в процессе иагрева у сплавов невозможно полное превращение а-у В соответствии с образующейся после охлаждения структурой такие сплавы относят к мартенсисио-ферритному или ферритному классу.

Связывая углерод в карбиды, ферригообразующне элементы способствуют в процессе охлаждения формированию в структуре И-12%-ных хромистых сталей наряду с мартенситом некоторого количества б-феррита. В связи с этим рассматриваемые в этом разделе некоторые марки высоколегирован-