Химический состав и механические свойства высокомарганцовистых сталей [2]

Массовая доля элемента, %

* Механические свойства устанавливаются по соглашению.

ных трубопроводов, предназначенных для транспортирования нефти, газа, угольной пульпы. Химический состав и механические свойства некоторых сталей приведены в табл. 10.9.

Как известно, повышенная износостойкость рассматриваемой группы сталей предопределяется их способностью к упрочнению при наклепе. Повышению прочности высокомарганцовистых сталей способствует увеличение в их составе количества углерода и карбидообразующих элементов (Сг, Мо, ЫЬ).

10.8. СВАРИВАЕМОСТЬ И ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ СВАРКИ ВЫСОКОЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ

При сварке высоколегированных аустенитных сталей могут образовываться технологические трещины в металле шва, околошовной зоне вблизи сплавления и в ЗТВ на некотором расстоянии 272

от шва. Причины появления таких трещин могут быть разными. При сварке аустенитных сталей одна из причин — отсутствие при охлаждении после сварки фазовой перекристаллизации и сохранение первичных аустенитных зерен во всем интервале температур, начиная от кристаллизации до полного охлаждения. При многослойных швах при сварке плавлением в каждом последующем слое кристаллизация аустенитных зерен начинается с зерен предыдущего слоя, и это приводит к образованию непрерывных протяженных границ кристаллитов от первого слоя к последнему с образованием транскристаллитного строения. Такие непрерывные границы зерен, проходящие через весь шов, в связи с особенностями состояния металла в граничных участках являются «трассой» особой предрасположенности к прохождению трещин. Однако одной этой причины для появления кристаллизационных или холодных трещин может быть и недостаточно, хотя такое строение металла шва обусловливает его повышенную склонность к образованию трещин.

Другим фактором, определяющим повышенную склонность к образованию, прежде всего, кристаллизационных трещин, может быть повышенная ликвационная загрязненность приграничных областей. В хромоникелевых сталях при высоком содержании основных легирующих элементов при высоких температурах, когда диффузионная подвижность атомов велика, создаются условия для оттеснения примесей (серы и фосфора) в кристаллизующиеся последними приграничные области зерен. Здесь же могут собираться в повышенном количестве атомы других элементов, легирующих сталь в небольших количествах (ниобия, молибдена, титана).

По данным Б. И. Медовара, повышенная склонность к ликвации примесей по границам зерен в высоколегированных сталях приводит к тому, что в этих зонах образуются более легкоплавкие прослойки с меньшей прочностью при температурах кристаллизации, когда ранее закристаллизовавшиеся части приобрели достаточную прочность. Под влиянием усадочных напряжений в них возникают надрывы, переходящие в межкристаллитную трещину. В аустенитной металле сварных швов с транскристаллит-ным строением такая трещина может поразить весь шов, проходя по непрерывной межзеренной границе. В связи с рассмотренным для предотвращения появления кристаллизационных трещин в металле аустенитных швов можно использовать особо чистые по сере и фосфору свариваемые стали и присадочные материалы. Хорошо зарекомендовали себя аустенитные стали, рафинированные электрошлаковым переплавом или каким-либо другим методом. Поскольку в процессе сварки нельзя обеспечить снижение содержания фосфора, ибо это достигается окислением, а в стали имеются более легко окисляющиеся элементы, содержание фосфора в свариваемой стзли и присадочных материалах ограничивают 0,01 % и избегают использования флюсов и электродных покрытий, способных загрязнять металл шва вредными примесями.