Технология сварки высоколегированных сталей

Состав, структура, свойства и применение высоколегированных (в/л) сталей

Структурные классы высоколегированных сталей:

1. Мартенситные (М)
2. Ферритные (F)
3. Аустенитные (А)
4. М+F
5. М+А
6. А+F
7. М+F+А

Структуру металла при сваривании высоколегированных сталей можно определить по диаграмме Шеффлера.

Диаграмма Шеффлера:

[Cr]экв = [%Cr] + [%Mo] + 1.5 [%Si] + 0.5 [%Nb]

[Ni]экв = [%Ni] + 30[%С] + 0.5 [%Mn]

І - зона образования горячих трещин

ІІ –σ - фаза, охрупчивание после термообработки при

ІІІ – зона роста зерна при температуре выше , низкие показатели ударной вязкости при комнатной температуре

IV – трещины в мартенсите (ниже ), необходимый предварительный подогрев.

К высоколегированным относятся Стали с содержанием легирующих элементов 10..55%.

Если содержание хрома (Cr) в стали более 12.6%, то такая сталь нержавеющая.

Выбор состава легирования определяет основное назначение в/л сталей. В соответствии с этим их можно разделить на три группы:

· Корозионностойкие (элементы повышающие коррозийную стойкость: Cr, Ni, Mo, Cu).

· Жаропрочные (элементы повышающие жаропрочность до 900ۣ °С: Cr, Ni, Mo, W, Al, Ti, B, редко – земельные металлы).

· Жароустойчивые (элементы повышающие жаростойкость до 1200ۣ °С: Cr, Si, Al), Al, Ti - вызывают дисперсионное твердение.

Корозионностойкие стали - при соответствующем легировании и термообработке имеют высокую коррозийную стойкость при комнатных и повышенных до 800ۣ °С температурах, как в атмосферной и газовой среде, так и в чистых и водных растворах кислот, жидкометалических средах и. т. д. Характерное отличие этих сталей - пониженное содержание углерода (до 0.12%), поэтому они обладают стойкостью к межкристалической коррозии. Благодаря указанным свойствам корозионностойкие стали используют при изготовлении трубопроводов и аппаратов для химической и нефтяной промышленности.

Жаропрочные стали - имеют высокие механические свойства при повышенных температурах и способность сохранять их в данных условиях на протяжении длительного времени. Одна из основных областей применения этих сталей – энергетическое машиностроения (трубопроводы, детали и корпуса газовых и паровых турбин и. т. д.), где рабочие температуры достигают 750ۣ °С и выше.

Жароустойчивые стали имеют стойкость против химического разрушения поверхности в газовых средах при температурах до (1100…1150)ۣ °С. Чаще всего их используют для изготовления малонагрыженных деталей (нагревательные элементы, печной арматуры, газопроводные системы и. т. д.).

После соответствующей термообработки в/л стали приобретают высокую прочность и высокие пластические свойства.