ция, обеспечивающая перекристаллизацию и измельчение зерна. Высокий отпуск пригоден только для локального нагрева, так как и в ЗТВ, и в металле шва приводит к распаду неравновесных структур, снижению твердости и уровня остаточных напряжений, повышению ударной вязкости.

Для сталей 12Х1МФ, 15Х1М1Ф, 15Х5М при толщине металла более 20 мм нагрев до 400 °С ведут со скоростью до 300 °С/ч, охлаждение после сварки до 300 °С — со скоростью до 300 °С/ч. Термическая обработка должна производиться не более, чем 3 суток после сварки сталей 12ХШ и 15Х1М1Ф всех толщин и не более, чем 1 сутки после сварки стали 15Х5М всех толщин.

8.6. ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ВЫСОКОЛЕГИРОВАННЫХ ХРОМИСТЫХ СТАЛЕЙ

Высоколегированные хромистые стали содержат от 11 до 28 % Сг. Термическая обработка сварных соединений этих сталей определяется фазовым и структурным состоянием ЗТВ и металла шва после сварки, которое зависит в основном от содержания в стали хрома, углерода и никеля. Некоторое значение может иметь дополнительное легирование стали небольшими количествами молибдена, вольфрама, ванадия, ниобия и других элементов.

О процессах, которые могут протекать в высокохромистых сталях при нагреве и охлаждении, и соответственно о фазовом и структурном состоянии металла ЗТВ и шва можно судить по диаграммам состояния сплавов (рис. 8.11 и 8.12). В безникелевых высокохромистых сталях в условиях сварочного нагрева может протекать а 'у-пРевРа1д.ение поэтому структура может быть частично или полностью мартенситной, так как при высоком

Рис. 8.11. Влияние содержания хрома иа сужение у-области в сплавах железа с углеродом

О Л 0,8 С,% 0 а)

0Л 0,8С,% 6)

Рис. 8.12. Влииние содержания никеля иа фазовое состояние сплавов железа с углеродом, содержащих 18% Сг: а — 2 % N1; в — 4 % N1

содержании легирующих элементов в свариваемой стали или в металле шва у-- а-превращение при охлаждении, как правило, происходит в области пониженных температур (ниже Ми) с образованием мартенсита (полностью или частично).

Сплавы, которые при нагреве не претерпевают а -- р-превра-щения, остаются ферритными. Особенность однофазных ферритных сталей — повышенная склонность к росту зерна. Даже наличие небольшого количества карбидов практически не препятствует росту зерна. Рост зерна, как правило, сопровождается ухудшением свойств. Для сталей с полным или частичным а +± у-превра-щением, у которых в металле шва или ЗТВ может быть значительное количество мартенсита, рациональной операцией термической обработки является отпуск на температуру в пределах стабильного существования а-фазы. Термическая обработка сварных соединений ферритных сталей без а ч± ^-превращения не может улучшить их свойства. Наоборот, в результате возможного роста зерна даже при высоком отпуске свойства могут ухудшаться.

При термической обработке сварных соединений высокохромистых сталей необходимо считаться и с другими обстоятельствами. Высокое содержание хрома и других легирующих элементов снижает теплопроводность сталей, а это ведет к увеличению градиента температуры по сечению, сопровождающемуся ростом временных напряжений при нагреве и остаточных при охлаждении. Уменьшение градиента температур по сечению может быть достигнуто снижением скорости нагрева и охлаждения при термической обработке. Однако ферритные и полуферритные хромистые стали при медленном нагреве в интервале 470—500 ЬС могут охрупчи-ваться. Поэтому в этом интервале температур нагрев и охлаждение сталей, чувствительных к 475-градусной хрупкости, не должны происходить с низкими скоростями.

При термической обработке сварных соединений высокохромистых сталей необходимо также учитывать назначение и условия работы конструкции. Для теплоустойчивых высокохромистых сталей термическая обработка должна обеспечить требуемые от конструкции жаропрочность и жаропластичность. Для этого сварные соединения жаропрочных высокохромистых сталей чаще всего подвергают отпуску при 720—770 °С.

Если конструкция из высокохромистых сталей работает в кор-розионно-активных средах, то для предотвращения склонности к межкристаллитной коррозии проводят стабилизирующий отжиг. Однако стабилизирующий отжиг при 850—900 °С, обычный для аустенитных сталей, может привести к ухудшению механических свойств и стойкости к межкристаллитной коррозии высокохромистых сталей в связи с активным выпадением при этой температуре избыточных фаз. Для высокохромистых сталей, работающих в коррозионно-активных средах, применяют либо отпуск при 710—750 °С, либо гомогенизацию при нагреве в пределах 1000— 1100 °С.