Мартенситно-ферритные высокохромистые стали можно использовать и как весьма кавитационно-стойкие, применительно, например, к рабочим колесам мошныхгидротурбин. В ЦНИИТМАШе разработаны стали 0Х12НД и00Х12НЗД, легированные Ni и Си =5=: 1% [5], которые и в больших сечениях в литом и кованом состоянии после оптимальной термической обработки обеспечивают получение высокой прочности, коррозионной и кавитационной стойкости. Сварка

Исходное 680, 700, 720, 7Щ 760,780, J0MUh+ состояние 5ч 5ч 5ч Л 5ч 700,5ч Режим отпуска

Рис. 10. Влияние режима термической обработки на твердость основного металла и металла в зоне высокого отпуска стали 15Х12ВМФ:

/ - исходная высокая твердость (отпуск до сварки при 680° С); 2 - исходная низкая твердость (отпуск до сварки при 700° С); А - твердость основного металла; ф - твердость металла в зоне высокого отпуска

7 ОМ

Рис. и. Влияние соотношения поверхностей заготовок из незакаленного основного металла (ОМ) и закаленной в зоне термического влияния (ЗТВ) стали 14Х17Н2 на скорость коррозии в кипящей 56%-ной азотной кислоте:

/ - скорость коррозии закаленного металла; 2 - скорость коррозии незакаленного металла

этих сталей может осуществляться электродами У0НИ-13/НЖ при предварительном и сопутствующем подогреве при 620 К или специально разработанными электродами марки ЦЛ-41, обеспечивающими получение наплавленного металла состава, аналогичного составу стали 0Х12НД, при подогреве при 480 К [5].

Некоторые рекомендации по выбору сварочных материалов для различных видов дуговой сварки мартенситных и мартенситно-ферритных сталей приведены в табл. 5. Сведения о составе наплавленного металла и некоторых его кратковременных свойствах и длительной прочности применительно к наиболее распространенным сварочным материалам (по видам сварки) приведены в Табл. 6-10.

5. Сварочные материалы для сварки мартенситных и мартенситно-ферритных сталей

продолжение табл. 5.

6. Механические свойства металла швов мартенситных высокохромистых сталей, выполненных сваркой в углекислом газе и подвергнутых отпуску при 700°С в течение 3 ч

7. Химический состав и свойства наплавленного металла при ручной дуговой сварке покрытыми электродами мартенситных высокохромистых сталей

Тип электрода по гост 10052-75

Марка электрода (марка электродного стержня по ГОСТ 2246-70)

Химический состав наплавленного металла, %

Э-12Х13

Э-12Х11НМФ

Э-12Х11НВМФ

Э-14Х11НБМФ

Э-06Х13Н

УОНИ-13/1Х13

(СВ-12Х13)

КТИ-9

(СВ-12Х11НМФ) КТИ-10

(Св-ЮХПНВМФ) ЦЛ-32

(Св-ЮХПНВМФ) ЦЛ-41 (СВ-06Х14)

0,08-0,16 0.09-0,15 0,09-0,15 0,11-0,16 < 0,08

11,0-14,0 10.0-12,0 10,0-12,0 10,0-12,0 12-13

< 0,6 0,6-0,9 0,6-0,9 0,8-1,1 1,0-1,5

0,6-0,9 0,6-0,9 0,9-1,25

0.8-1,3 0,9-1,4

0,2-0,4 0,2-0,4 0,2-0,4

0,3-0,6

-) о-

Г1 к.

#. Xmmneaaik олгтшшпяклжт н < Ы1ства сварных соединений жаропрочной высокохромистой

стали после сварки в углекислом га.1е и термической обработки

S. Химический содержащих

состав швов, выполненных под флюсом АН-26, и свойства сварных соединений коррозионно-стойких сталей, 13 и 17% Сг

Марка свариваемой стали

Марка электродной проволоки

Химический состав металла сварных швов, %

С I Мп I Si i Сг I Ni ; Ti i S ! Р

08X13

2(;X13

14X17H2

CB-12X13

CB-07X25H13

CB-08X14T CB-07X25H13

СВ-08Х18Н2ГТ (ЭП-157)

0,09

0,50

0,35

12,9

0,40

0,02

0,02

0,08

0,09 0,09

0,08

0,45

0,32 0,51

0,70

0,48

0,45 0,52

0,20

17,4

12.7 17,7

16,2

0,44 7,1

0,14 0,2

0,02

0,02 0,02

0,02

0,02 0,02

Термическая обработка после сварли

Механические свойства соединений

-;гс/мм

Кез термическо.1 обработки Отпуск 700С, 3 ч

Без термической обработки Отпуск 700 С, 3 ч То же

17,0

52,0

34,0

44,0 37,6

45,0

кгс м/см

3,4 9.6

8,8 6,6

-§ к:

о =s о т о

S £ S

О) \£

о 3-3-

So t-0

о 1-

Виды сварки (в основном ручная, дуговая покрытыми электродами), обеспечиваю -шие получение наплавленного металла с аустенитной или аустенитно-фзрритной структурой, применяемые для получения соединений хромистых сталей мартенситного и мартенситно-ферритного класса, как правило, не обеспечивают равнопрочности сварных соединений и могут быть рекомендованы только для условий работы при статической нагрузке с небольшими напряжениями.

СВАРКА ВЫСОКОХРОМИСТЫХ ФЕРРИТНЫХ СТАЛЕЙ

К ферритным высокохромистым относятся стали с 13% Сг при очень низком содержании углерода (например, на нижнем уровне содержания углерода в стали 08X13), некоторые низкоуглеродистые стали с 17% Сг и добавками титана, а также молибдена (стали - 12X17, 08ХГ7Т, 15Х18СЮ, опытные типа Х17М2Т, а также с 25-30% Сг (например, сталь 15Х25Т). Общей характеристикой для этих сталей является их склонность к росту зерен при высокотемпературной обработке, в том числе и в результате сварочного нагрева в околошовной зоне и в металле швов (при составе швов, аналогичном составу ферритных сталей). При крупном зерне такие стали теряют пластичность и вязкость при комнатных (и более низких) температурах. Изменение ударной вязкости в зависимости от температуры испытания стали 08X17Т и металла околошовной зоны этой стали при автоматической сварке под флюсом приведено на рис. 12 [1]. При этом вакуумный и электрошлаковый переплавы высокохромистых сталей позволяют (в связи с уменьшением содержания газов и неметаллических иктючений) повысить ударную вязкость основного металла, но не исключают понижения вязкости околошовных зон сварных соединений.

/ Ti \

При отсутствии в сталях титана или при малом его количестве

C + I-N

<7

aff,KZGMlcti

их нагрев выше 950° С и быстрое охлаждение приводят к ухудшению общей коррозионной стойкости и появлению склонности к межкристаллитной коррозии. Отпуск при 760-780° С повышает пластичность и коррозионную стойкость металла и сварных соединений.

Для максимального ограничения роста зерен при сварке предпочтительны способы сварки с сосредоточенными источниками тепла (например, дуговая сварка предпочтительней газовой) и при использовании малой погонной энергии. Наиболее распространенными являются ручная дуговая сварка покрытыми электродами и механизированная сварка в углекислом газе и под флюсом. При малых толщинах иногда применяют аргонодуговую сварку неплавящимся электродом.

При ручной дуговой сварке и сварке в COg применяют электроды (электродные проволо-Щ, обеспечивающие получение металла шва, по составу подобного свариваемому металлу, или металла шва с аустенитной или аустенит-но-ферритной структурой, иногда с большим содержанием ферритной составляющей. В первом учае хрупкость, связанная с крупным зерном, представляет опасность не только для околошовной зоны, но и для металла сварного Шва. В некоторой степени она может быть

-50 -W

Рис. 12. Зависимость ударной вязкости стали 08Х17Т толщиной 10 мм (ОМ) и металла околошовной зоны у линии сплавления (ОШЗ) ее сварных соединений от температуры испытания