охлаждения металла принималась равной 0,25 °С/с. Интенсивность охлаждения при различных видах термообработки устанавливалась на основе анализа термических циклов, соответствующих принятому виду термообработки листового проката толщиной 200 мм (для срединного по толщине сечения).

Данные, представленные на рис. 9.5, позволяют сделать следующие выводы о влиянии температуры нагрева на твердость металла. С увеличением температуры нагрева от 300 до 440 °С твердость металла снижается незначительно. При увеличении температуры нагрева от 440 до 540 °С, в котором эксплуатируются конструкции данного типа, твердость металла снижается более интенсивно. Особенно это характерно для стали в исходном закаленном состоянии. В интервале 540—650 °С, в котором, как правило, осуществляют отпуск сварных соединений при изготовлении конструкции, твердость снижается наиболее интенсивно.

При температурах нагрева от 650 °С до Act твердость стабилизируется на минимальном уровне. Дальнейшее увеличение температуры нагрева в интервале Асг—Ас3 сопровождается возрастанием твердости.

Длительность выдержки влияет на твердость неоднозначно — в зависимости от температуры нагрева (см. рис. 9.5, б). Для образцов, нагретых до температур ниже критической точки Асг, характерно снижение твердости, причем наиболее интенсивно в первые 6 ч выдержки. Для образцов, нагретых в межкритнче-ский интервал температур, увеличение длительности выдержки приводит либо к повышению твердости металла в первые 2 ч, а затем к ее стабилизации (/шах = 780 °С), либо к снижению в первые 6 ч выдержки, а затем к повышению (/тах = 840 °С).

Характерно, что при совпадающих режимах термообработки твердость предварительно закаленной стали оказывается выше, чем твердость нормализованной стали, что является следствием рассмотренной ранее различной сопротивляемости отпуску отдельных структурных составляющих.

Отмеченные особенности изменения твердости металла с увеличением температуры нагрева и длительности выдержки предопределяются процессами, протекающими в стали при нагреве.

В интервале 440—600 °С понижение твердости связано с укрупнением цементитных выделений в структуре предварительно нормализованной стали и дифференциацией ферритно-карбидной смеси в структуре предварительно закаленной стали. В интервале 600—680 °С по мере увеличения длительности выдержки разница твердости сталей в двух исходных состояниях постепенно уменьшается в результате интенсивного разупрочнения закаленной стали вследствие интенсификации процессов коагуляции карбидов.

Уровень твердости металла, нагретого в межкритический интервал температур, неоднороден. Структура стали, нагретой 208

в межкритический интервал температур, мелкодисперсна и представляет собой смесь бейнита,, исходного и эпитаксиального ^еррита, мартенсита, причем структура предварительно закаленной стали более однородна.

Повышение твердости металла при увеличении температуры выше Асг связано с образованием высокоуглеродистого аустенита, который при последующем охлаждении превращается в игольчатый мартенсит. С увеличением длительности выдержки при температурах, несколько превышающих температуру Асл, объем образовавшегося аустенита возрастает, чем и объясняется некоторое повышение твердости металла.

В структуре металла, нагретого несколько ниже темпера-уры Ас3, содержание аустенита значительно больше, и он более однороден по составу. Поэтому твердость металла, нагретого о 840 °С, после охлаждения без выдержки несколько ниже, чем

МрИ *niax *= 780 °С. С увеличением ВЫДерЖКИ ДО 6 4 ПрИ (щах =

= 840 °С возрастает степень гомогенизации аустенита по содержанию углерода, а при дальнейшей выдержке — и по распределению легирующих элементов (Сг и Мо), с чем связано наблюдаемое возрастание твердости металла.

Анализ полученных данных по однородности и дисперсности, фазовому составу структуры, твердости и прочности металла позволяет отдать предпочтение технологической схеме изготовления оборудования из теплоустойчивой стали, включающей закалку с последующим отпуском при 600—650 °С. При этом сталь характеризуется преимущественно структурой отпущенного бейнита с достаточно высоким уровнем ударной вязкости (более 0,43 МДж/м2).

Ручная дуговая сварка сталей типа 12ХМ и 15ХМ выполняется электродами типа Э-09Х1М и Э-09Х1МФ. Последний тип применяют и при сварке стали 12Х1МФ, а при сварке стали 10Х2МА используют электроды типа Э-05Х2М. В работе [62] при ручной дуговой сварке сталей типа 15ХМ и 20ХМ, предназначенных для эксплуатации при температурах до 520 °С, рекомендуют применять электроды марки ЦУ-2ХМ.

Исправление дефектов в литых корпусных деталях из сталей 20ХМЛ, 20ХМФЛ, 15Х1М1ФЛ и 12МХЛ, работающих при температурах до 565 °С, осуществляют электродами ТМЛ-4В (тип Э-09ХМ). Если элементы конструкций из сталей 15X5, 12Х5МА и 15Х5МФА работают в агрессивных средах при температурах до 450 °С, то рекомендуется использовать электроды ЦЛ-17 (тип Э-10Х5МФ). При толщине проката более 12 мм сварку осуществляют с подогревом до 150—200 °С. Электроды ТМЛ-IV (тип Э-09ХМ) применяют при сварке стыков трубопроводов из сталей 12МХ, 15МХ, 12Х1МФ, 15Х1М1Ф и 20ХМФЛ, работающих при температурах до 540 °С. Если температура эксплуатации элементов конструкций достигает 570 °С, то используют электроды ТМЛ-ЗУ (тип Э-09Х1МФ) и ЦЛ-20-67, сварку осуществляют