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

пластичность металла в зоне термического влияния сварных соединений приближаются к нулю. Высокую хрупкость сварных соединений связывали с образованием в околошовном металле пересышенного С и N твердого раствора, так как при нагреве выше 1150 °С происходит диссоциация карбонитридов хрома.

Однако хромистые стали 08Х17Т и 15Х25Т, легированные Ti до 0,80 и 0,90 % соответственно, который способствует образованию значительно более стойких карбидов, не имеют преиму-

/ТОО, МДж/м 0,6

о 200 Ш 600 800 Т,С

Ш 600

- J0

800 Т°С

Рис. 15.3. Влияние температуры на- Рис. 15.4. Влияние температуры «закалки» на грева иа пластичность стали 15X25T пластичность 65 (/) н ударную вязкость KCU (I - Ьъ, 2 - Р) (2) стали I5X25T, охрупченной после нагрева

прн 475 °С

ществ с точки зрения свариваемости по отношению к другим ферритным сталям. И у этих сталей не удается предотвратить интенсивный рост зерна при сварке плавлением. Наиболее крупные зерна следует ожидать на участке перегрева сварных соединений, где температура( нагрева максимальна и достигает Тсоя. Здесь величина зерна в сечении достигает 1 мм. Протяженность охрупченного при сварке околошовного участка распространяется на 2-3 слоя зерен (2,5-3 мм), непосредственно примыкатоших к линии сплавления и подверженных нагреву выше 1000 °С.

Усовершенствованная технология прх)изводетва - прокатка при пониженных температурах не улучшает свариваемости сталей. Под воздействием термического цикла сварки и других операций, связанных с высокотемпературным нагревом, пластичность ферритных сталей с исходной мелкозернистой структурой резко снижается, приобретается весьма высокая склонность к хрупкому разрушению. В результате воздействия тер-

мического цикла сварки значения Ткр исследованных плавок сталей 15Х25Т и 08Х23С2Ю повышаются соответственно до 120 и 300 °С, то есть сушественно выше нормальной температуры.

Охрупчивание ферритных сталей возможно также после выдержки в интервалах температур, способствующих образованию а-фазы (550-850 °С) и явлению «хрупкости» при 475 °С (400-550 °С) (рис. 15.3). Хрупкость при 475 °С получает развитие уже при коротких выдержках, даже в процессе охлаждения в интервале 400-550°С после тепловой обработки. Ударная вязкость стали после кратковременного нагрева при 475 °С снижается до 0,3 против 0,9 МДж/м.

Отрицательное влияние хрупкости при 475 °С может быть устранено нагревом при более высоких температурах. На рис. 15.4 представлено влияние температуры «закалки»на ударную вязкость и относительное удлинение образцов из стали 15X25, охрупченной после нагрева в течение 0,5 ч при 475 °С. В соответствии с этими данными, нагрев при 750-760 °С практически полностью восстанавливает исходный уровень пластичности и вязкости стали. Более вырокие температуры нагрева значительно менее эффективны, так как способствуют росту ферритного зерна, особенно заметно при 1000 °С. Хрупкость при 475° сменется на хладноломкость при нормальной температуре вследствие формирования грубозернистой структуры.

15.2.2. Сопротивляемость XT

Образование трещин в сварных соединениях ферритных сталей не имеет ничего общего с замедленным разрушением, характерным для сварных соединений закаливающихся сталей. Показатели трещиностойкости ферритных сталей формируются непосредственно в процессе сварочного нагрева и в дальнейшем остаются неизменными. -Это упрощает исследования свариваемости сталей ферритного класса, так как в данном случае испытания образцов не обязательно проводить сразу после их сварки. Технологические свойства ферритных сталей при сварке могут быть оценены по степени влияния сварочного нагрева на значение температуры перехода околошовного металла в хрупкое состояние. Количественная оценка склонности сварных соединений к растрескиванию может быть произведена с использованием способов механики разрушения -по уровню напряженного состояния и размерам дефекта (иепровара, острых шлаковых включений, скоплений пор, подрезов и чешуек на поверхности швов).

15.2.3. Выбор теплового режима сварки

Для сталей ферритного класса подогрев следует назначать, исходя из значения Гк в исходном состоянии и после воздействия термического цикла сварки. С учетом этого во избежание образования трещин сварку, гибку, правку и все операции, связанные с ударными нагрузками, при изготовлении узлов химического оборудования из сталей 08X17Т и 15Х25Т в ОСТ 26-01-82-77 рекомендуется проводить с подогревом до 150- 200 °С (табл. 15.4).

Однако подогрев может оказать отрицательное влияние на пластичность и ударную вязкость околошовного металла с ферритной структурой, так как способствует уменьшению скорости охлаждения и увеличению продолжительности нагрева в интервале температур, близких к 475 °С. Не влияя на уровень ударной вязкости, ускоренное охлаждение повышает пластичность стали 15Х25Т со структурой перегрева. Например, относительное удлинение образцов из стали 15Х25Т, подвергнутой нагреву до 1400 °С с последующим быстрым охлаждением со скоростью ~ 100 °С/с, составило 8 % против 0-2 % в случае медленного охлаждения (2 и 10 °С/с).

Ускоренное охлаждение наиболее существенно повышает пластичность стали с низким содержанием примесей внедрения. Например, у стали типа 01X30, содержащей 0,008 % С и 0,022 % N, после высокотемпературного сварочного нагрева и быстрого охлаждения б>25%, ан>2,8 МДж/м2.

ТАБЛИЦА 15 4

ОСОБЕННОСТИ ТЕПЛОВОГО РЕЖИМА СВАРКИ ХРОМИСТЫХ ФЕРРИТНЫХ СТАЛЕЙ