На основании перечисленных факторов, влияющих на величину сварочных остаточных напряжений, в табл. 8.9—8.12 приведены ориентировочные режимы термической обработки сварных с0еди-нений сталей 10 и 20.

8.4. ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ НИЗКОЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙI

ДЛЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Термическую обработку сварных соединений из низколегированных сталей для строительных конструкций в ряде случаев проводят не только в целях снятия остаточных сварочных напряжений, но и в целях устранения последствий влияния сварочного нагрева на фазовое состояние и структуру ЗТВ, а в некоторых случаях и улучшения структуры металла шва.

По тем изменениям структуры и свойств, которые могут происходить в ЗТВ, низколегированные стали можно разделить на три группы:

1.Стали, у которых при сварке в ЗТВ может произойти образование элементов неравновесных структур (бейнита и мартенсита), обусловливающих некоторое упрочнение этих участков и снижение их пластичности, ударной вязкости и хладостойкое™.

2.Стали, у которых достигнутый комплекс свойств связан с упрочнением дисперсной фазой (карбидами, нитридами).

3.Стали, у которых свойства определяются очень мелкозернистым строением и наличием дисперсной упрочняющей фазы.

К первой группе относятся стали, легированные 1,3—1,8 % Мп, а иногда и до 0,9 % Сг. Несмотря на низкое содержание углерода (0,12—0,18 %), в участках ЗТВ таких сталей, нагревавшихся выше 1000 °С с последующим относительно быстрым охлаждением, в результате теплоотвода в холодный основной металл происходит образование элементов неравновесных структур. Об образовании элементов неравновесных структур свидетельствует более высокая твердость ЗТВ (НВ 220—240) по сравнению с ЗТВ нелегированных сталей (до НВ 180) даже с более высоким содержанием углерода.

К этой группе относятся стали 10Г2, 09Г2С, 09Г2С1, 10ХСНД, 15ХСНД, 17Г1С, 14ХГС и др. Назначение термической обработки сварных соединений (табл. 8.13) — создание условий для распада элементов неравновесных структур и восстановление свойств в ЗТВ свариваемой стали. Такой обработкой является высокий отпуск, который может быть полезен с той же целью и для металла шва, если он выполнен электродами или проволоками, дающими металл с повышенным содержанием марганца (более 0,9 %), например УОНИ-13/65, хрома (более 0,6 %) и молибдена (0,15 %), например проволока Св-08ХМ, Св-0,8МХ. В определенной мере необходимость термической обработки сварных соединений рассматриваемых сталей связана с толщиной свари-

ваемого металла, условиями сварки и условиями эксплуатации сварной конструкции — рабочей температурой и наличием сред, способных вызвать коррозионное растрескивание.

Комплекс свойств сталей второй группы достигается выделением дисперсной упрочняющей фазы карбидов. дли карбони-тридов. К этой группе относятся стали ч 15Г2АФ^ 17Г2САФ, 12Г2ФАЮ и др. Дисперсная, упрочняющая карбидонитридная фаза, обусловливающая повышение прочности в результате влияния на ограничение роста зерна, приводит также к повышению вязкости и хладостойкое™ (табл. 8.14).

Высокий комплекс свойств сталей третьей группы — малоперлитных и бейнитных (и те и другие с регулируемой прокаткой) достигается за счет эффекта термомеханического упрочнения, обеспечивающего очень мелкозернистую структуру, и эффект упрочнения дисперсной карбидной, а возможно, и интерметаллид-ной фазой.

В ЗТВ всех этих сталей должны происходить укрупнение зерна и коагуляция, а вблизи шва и растворение упрочняющей фазы. Такие изменения строения в фазовом состоянии сопровождаются изменением свойств — снижением прочности и ударной вязкости ЗТВ. Однако изменение свойств ЗТВ этих сталей при сварке можно свести к минимуму, снижая погонную энергию и увеличивая скорость охлаждения после сварки. Ограниченному снижению свойств ЗТВ способствует то, что упрочняющая фаза, содержащая ванадий, ниобий и молибден, состоит из стойких карбидов или карбонитридов. Эти соединения обладают повышенной устойчивостью к коагуляции, для их растворения требуется нагрев до высоких температур в течение более длительного времени, чем для карбидов железа, марганца и хрома. Кратковременный нагрев при сварке не приводит к существенному растворе-

Режимы термической обработки сварных соединений низколегированных низкоуглеродистых сталей для сварных строительных конструкций