Основной характеристикой, позволяющей оценить пригодность' металла для длительной работы при высоких температурах, является предел длительной прочности. Поэтому должна обязательно определяться эта характеристика сварных соединений, предназна-

6, ГПа Ц20\ 0,15

/ 2 3 4 567891 2 3 4 567891 100100010000

Время до разрушениям

2 3 4 5 67891 100000

I 2 3 4 5 67891 2 З 4-567891 100100010000

Время до разрушения, ч Л

2 3 4 5 67891

0,04 003

3 4 5 67891 1000

3 4 5 67891

.1 4 5 67891 100000 •

Время до разрушения, ч

Рис. 79. Длительная прочность сварных соединений (темные точки— литературные данные, светлые — экспериментальные):

а — сталь 4Б + Х19Н10Т, проволока ЭП622; б — Х5М + Х19Н10Т, проволока ЭП673; в — 12ХМФ + Х19Н10Т, проволока ЭП606.

ченных для эксплуатации в условиях высоких температур. На рис.79 приведены графики длительной прочности сварных соединений разнородных сталей, выполненных предложенными автором сварочными материалами. Для сравнения на рисунке нанесены графики, построенные по приведенным в литературе данным о длительной прочности сталей, которые использованы в соединениях как менее легированные составляющие при сложных (более низких и более

высоких) температурах. Как видно из рисунка, длительная прочность сварных соединений, выполненных предложенными электродами, полностью удовлетворяет предъявляемым требованиям. Она не ниже длительной прочности менее прочной стали, использованной в сварном соединении.

Следует отметить, что разрушение сварных соединений разнородных сталей, обладающих требуемым пределом длительной прочности, имеет некоторые особенности. В сварных соединениях разнородных сталей в отличие от соединений сталей с близким химическим составом, которые при испытании на длительную прочность разрушаются всегда в одном и том же месте и имеют один и тот же характер разрушения, с изменением температуры испытания и величины нагрузки изменяются место и характер разрушения. Сварные соединения, разрушаемые при одних условиях по основному металлу вдали от зоны сплавления и с высокими показателями пластичности, с изменением условий испытания могут разрушаться хрупко по зоне сплавления.

При нестабильной зоне сплавления отмеченная особенность разрушения соединений разнородных сталей является вполне закономерной. В таких соединениях с повышением температуры испытания в зоне сплавления развивается структурная неоднородность, которая приводит к преждевременному разрушению конструкции.

Установлено, что сварное соединение разнородных сталей может быть разрушено по зоне сплавления также и тогда, когда в ней нет развитой структурной неоднородности [22]. В таких соединениях место и характер разрушения образцов при испытании их на длительную прочность зависит от величины приложенной нагрузки. При довольно высоких нагрузках, вызывающих разрыв испытываемых образцов за сравнительно короткое время (до 1500 ч) разрушение происходит по основному (перлитному) металлу вдали от зоны сплавления и имеет вязкий характер. В случае малых нагрузок, когда образцы разрываются за более длительное время, они разрушаются по зоне сплавления и разрушение носит хрупкий характер.

Природа рассмотренной особенности разрушения сварных соединений разнородных сталей при длительном нагружении их в условиях высоких температур еще не выяснена. Специалисты высказывают предположение, что она обусловлена значительным различием жаропрочности металла шва и свариваемой перлитной стали. Обусловленная этим различная их деформационная способность в условиях высоких температур приводит к тому, что при определенных температурах и времени воздействия приложенной нагрузки деформация испытываемого образца локализуется в зоне сплавления, что создает здесь концентратор напряжений, который и вызывает разрушение. Следовательно, одним из путей устранения разрушения сварных соединений разнородных сталей по зоне сплавления может быть приближение жаропрочности металла шва к жаропрочности используемой в соединении перлитной стали.