= 8-Г-20 °С/с), фазовый состав структуры ферритно-перлитный или ферритно-бейнитный. При этом часть аустенитной фазы при охлаждении превращается в феррит, а остаточный аустенит распадается при более низких температурах с образованием бейнита или перлита (троостита). Кроме того, при пониженных скоростях охлаждения, когда аустенит распадается по диффузионному механизму, механические свойства стали практически не зависят от температуры нагрева в диапазоне Ас3—Асх.

Оптимальным в двухфазных сталях считается содержание 10—25 % мартенсита и 75—90 % феррита. Например, при нагреве до 775 °С требуемая для обеспечения указанного фазового состава скорость охлаждения в интервале 700—600 °С сталей 09Г2Ф и 09Г2ФБ должна быть соответственно 20—80 и не менее 15 °С/с. Поэтому для получения ферритно-мартенситной структуры и повышенных механических свойств после нагрева стали в МКИ, как правило, рекомендуется обеспечить интенсивное охлаждение — закалку. Между тем в работах 111, 61, 72] показано, что в низколегированных кремний-марганцовистых сталях с содержанием 1,8—2,3 % Мп эффект упрочнения достигается и при пониженных скоростях охлаждения (не более 0,04 °С/с). На этой основе разработан ряд марок сталей (09Г2СЮЧ, 09ХГ2СЮЧ, 10ХГ2МЧ) для производства сварного нефтегазохимического оборудования, которые после охлаждения из МКИ на воздухе позволяют достигнуть от = 540—900 МПа и ов = 720-М 120 МПа.

В работе [72] описаны особенности кинетики фазовых превращений в стали 09Г2СЮЧ (0,1 % С; 2,0 % Мп; 0,49 % Si; 0,01 % AI; 0,012 % Cr; Асх = 715 °С, Аса = 880 °С) при термообработке из МКИ и сварке. При исследовании влияния термообработки образцы нагревали до максимальных температур 720 , 740 и 760 °С, охлаждали со скоростями 1,3; 0,14 и 0,04 °С/с. Длительности выдержки х были равны 0, 30, 60 и 180 мин.

Количество образовавшегося аустенита закономерно возрастало с увеличением температуры нагрева в МКИ и длительности выдержки, причем при х = 1 ч скорость образования у-фазы была наибольшей. При достижении температуры, соответствующей Асг, в стали образовывалось от 10 (т = 0) до 25 % (х = 3 ч) аустенита. Рассчитанное среднее содержание углерода (из предположения, что весь углерод содержится в аустените) было соответственно равно 0,9 и 0,45 %. При повышении температуры нагрева до 760 °С содержание аустенита в структуре при т = 0 возрастало до 35 %, а при х — 3 ч — до 60 %. Содержание углерода в нем составляло соответственно 0,25 и 0,15 %.

Структурно-фазовый состав стали зависит от температуры нагрева, т. е. от состояния аустенита перед началом у —v сс-пре-вращения. Чем ниже температура нагрева в МКИ и чем выше содержание углерода в у-фазе, тем легче и полнее реализуется мартенситное превращение и ниже температура начала его образования. Поэтому наибольшую прочность сталь приобретает при

SC/C

мин

6.

KCU, МДж/м»

1,30 0,40 1,30 1,30 0,04

30 60 60

520 410 540 725 460

786 639 800 900 760

22 26 21 18

52 66 56 53 60

(0,35—0,37)/0,22 (1,10—1,35)/0,97 (0,35—0,42)/(0,29—0,32} (0,36—0,42)/(0,31—0,35) (0,90—1,05)/(0,75—0,80)

1,30 1,30 1,30

30 60

520 650 652

772 820 807

56 56 56

(0,37—0,42)/(0,24—0,29) (0,35-0,36/(0,17—0,27) (0,25—0,27)7(0,20—0,26)

1,30 0,04 1,30 1,30 0,04

15 15 30 60 60

536 530 540 560 550 460

777 742 775 777 787 664

24 25 24 25 21 27

56 56 56 56 56 56

-0,37) -0,37)

(0,37—0,42)/(0,27-(0.81—0,91)/(0,34-(0.25-0,27)/0,21 (0,30—0,31)/(0,20—0,21) (0,30—0,49)/(0,20—0,21) (0,25—0,32)7(0,17—0,20)

1 Горячекатаная сталь.

Примечание. В числителе значение К Си при температуре —40' в знаменателе при температуре —60 °С.

температурах нагрева, несколько превышающих критическую точку Асг, т. е. при 720—740 °С. При содержании в структуре до 46 % мартенсита предел текучести стали повышается более чем в 1,5 раза по сравнению с горячекатаной сталью (табл. 9.17).

Результаты исследований фазовых превращений при сварке стали, термообработанной с нагревом в МКИ, представлены на рис. 9.14. Установлено, что в участках перегрева (*тах = 1300 °С), нормализации (гшах = 920 °С) и неполной перекристаллизации (Атах = 750 °С) в зависимости от скорости охлаждения можно обеспечить получение 20—45 % мартенсита и 20—80 % бейнита. При этом твердость металла в указанных участках ЗТВ близка к твердости основного металла. В участке отпуска (Ьтах = 650 °С) отмечается разупрочнение стали.

Ручная дуговая сварка сталей типа 09Г2СЮЧ, термообработанной из МКИ (гаах = 750 °С), осуществляется электродами АН-П2, при автоматической дуговой сварке под флюсом используют сварочную проволоку Св-08ХН2ГМЮ, флюс АН-22 [61]. Наряду с участком подкалки в околошовной зоне, твердость которого в состоянии после сварки может на 30 % превышать твердость основного металла, в участке с = 700 °С отмечается разупрочнение

Механические свойства стали 00Г2СЮЧ, охлажденной на воздухе после нагрева в МКИ [72]