Влияние режима последующей термообработки на критическую температуру W50 металла околошовного участка ЗТВ [83]

чести, которую определяют по снижению пластичности в условиях выдержки при повышенных температурах.

Это явление также вызывается образованием зернограничных сегрегации примесных элементов при повышенных температурах, причем в случае крупнозернистой структуры околошовного участка ЗТВ проявляется в большей степени, чем в основном металле (рис. 7.6).

Сопоставляя фактор С£Р, характеризующий склонность и ох-рупчиванию в условиях ползучести:

СЕР = Р + 2,4Аз + З.бБп + 8,2БЬ,(7.14)

с фактором Брускато (7.13), можно видеть, что степень влияния одних и тех же примесных элементов на отпускную хрупкость

0,015А1 0,Р4Р 0,0ЄСи 0,18 Си 0,02Sb 0,04Sb 0,76 Nі 0MNB 0,01V

20

60 S.

Рис. 7.6. Влияние содержания химических элементов иа относительное удлинение 6отн металла в условиях ползучести при 550 °С после выдержки в течение 1000 ч:

/ — имитированный околошовный участок ЗТВ; 2 — основной металл — сталь типа I.25Cr- 0,5Мо 190]

0 0,1 0,2 0,3CEF,°/o

Рис. 7.7. Влияние фактора CEF иа 6отн после выдержки при 550 °С в течение 1000 ч:

/ — сталь типа 1.25Сг—0,5Мо; 2 --- сталь типа 1,0Сг—0,5Мо (О. М — основной металл с минимальным содержанием вредных примесей) [88]

и охрупчивание в условиях ползучести различна. С увеличением содержания примесных элементов различие в чувствительности металла околошовного участка ЗТВ сварных соединений сталей с различным количеством хрома к охрупчиванию в условиях ползучести нивелируется (рис. 7.7).

7.6. ВОДОРОДОУСТОЙЧИВОСТЬ

В последние годы в связи с необходимостью решения проблемы глубокого крекинга тяжелых нефтяных дистиллятов и ужесточением требований к содержанию 802 в продуктах сгорания нефтепродуктов широкое развитие получило производство соответствующего технологического оборудования из теплоустойчивых сталей. В конструкционных сталях при повышенных температурах и давлениях под воздействием водорода развивается особый вид коррозии. Механизм водородной коррозии следующий [4]. Молекулы водорода диссоциируют на поверхности контакта с металлом в результате каталитического действия последних.

При температуре 300—600 °С отмечается интенсивное насыщение и проникновение атомарного водорода через металлы. При высоких температуре и давлении водорода в углеродистой стали происходит диссоциация цементита и активизируется процесс обезуглероживания. Эти процессы описываются реакцией

Ре3С + 2Н2 Ре + СН4.

Она протекает как на поверхности раздела металл—газ, так и внутри металла на границах зерен и межфазных границах.

Для первой стадии процесса водородной коррозии характерно обезуглероживание стали, образование метана на границах раздела и накопление его в дефектных участках структуры. Первая стадия процесса еще не приводит к снижению механических свойств стали. На второй стадии под действием высокого давления газообразных продуктов коррозии отдельные микропоры расширяются и объединяются, появляются очаги предразруше-ния. Одновременно в связи с увеличением поверхности контакта металла с водородом ускоряется процесс обезуглероживания перлитных участков, возрастает доля феррита в объеме структуры. При этом наиболее резко снижаются ударная вязкость и пластичность стали.

Для повышения стойкости стали к водородной коррозии в ее состав вводят сильные карбидообразующие элементы ГП, V, Сг, Мо и др.), понижающие термодинамическую активность и скорость диффузии углерода в феррите. По убыванию интенсивности влияния на стойкость стали к водородной коррозии карбидные фазы располагаются в следующий ряд [41:

(Сг, Ре)23С (Сг, Ре)23С6 + (Сг, Ре),С3 - (Сг, Ре)7С, (Сг, Ре)7С3 + (Ре, Сг)3С - (Ре, Сг)3С + Ре3С.