обеднением его упрочняющими легирующими элементами; 2) образованием карбидных фаз и коагуляцией их. Степень разупрочнения зависит от химического состава стали и ее термической обработки и увеличивается с повышением погонной энергии сварки: на рис. 190 кривая / представлена для стали 14ХМНДФР (дп = 8000 кал/см); кривая 2 — для 15ХСНД {д„ = 7500 кал/см), а кривая 3 — для стали 15ХНД (д„ = 12 ООО кал/см).

Значительно уменьшить и даже устранить разупрочнение можно, увеличив скорость охлаждения при сварке. Однако в этом случае следует учитывать возможность появления закалочных структур в околошовной зоне. Поэтому регулировать термический цикл при сварке термоупроч-няемых сталей следует весьма продуманно.

Жаропрочные низколегированные стали (15М, 15ХМА, 20ХМА, 20ХМФЛ и др.) обладают повышенной технической прочностью при высоких температурах и длительных постоянных нагрузках. Их жаропрочность оценивается величиной предела ползучести1 и предела длительной прочности2. Рис 190. Кривые распределения по Применяют эти стали для изго-длине зоны / твердости в сварном соеди- товления конструкций, работа-нении из термоупрочненных сталей. ющих в условиях высоких температур (350— 450 °С) и значительных напряжений, а также в средах, способствующих химическому и механическому разрушению металла (паровые котлы, нефтеаппаратура и пр.).

Обычно в такие стали для повышения их жаропрочности вводят специальные легирующие элементы (Мо, V, которые повышают температуру разупрочнения металла при нагреве и стойкость металла к разупрочнению. Для одновременного повышения жаростойкости стали в ее состав вводят Сг, создающий защитную пленку оксидов на поверхности металла (жаростойкость — устойчивость против окисления при высоких температурах). Применяют жаропрочные стали, как правило, после термообработки (нормализация с отпуском, закалка с отпуском и др.).

1Ползучесть—это способность нагретого до высокой температуры металла постепенно пластически деформироваться под воздействием длительной постоянной нагрузки. Отсюда предел ползучести— напряжение, при котором через определенный промежуток времени при заданной температуре деформация ползучести получит заранее установленную величину.

2Пределом длительной прочности называется минимальное напряжение, вызывающее разрушение металла при заданной температуре за определенный отрезок времени (1000 ч, 10 000 »ит. д.).

Стали этой группы обладают удовлетворительной свариваемостью. Однако при этом нужно обязательно получать металл шва, близкий по составу к основному, чтобы предупреждать развитие диффузионных процессов в условиях высоких температур Тем самым достигается и необходимая равнопрочность металла шва с основным металлом.

Жаропрочные низколегированные стали характеризуются повышенной чувствительностью к закалке. Поэтому в околошовной зоне могут образовываться метастабильные хрупкие структуры мартенсита и холодные трещины. Чтобы создать в свариваемом металле условия, при которых околошовная зона охлаждалась бы со скоростью, не превышающей допустимую, применяют предварительный подогрев изделия. Температуру подогрева и режим сварки определяют соответствующим расчетом. Обычно температура подогрева хромо-молибденовых жаропрочных сталей лежит в пределах 200 — 300 °С. После сварки все изделия из жаропрочных низколегированных сталей подвергают термической обработке (чаще — нормализации с отпуском, иногда — высокому отпуску для выравнивания структуры и снятия сварочных напряжений).

Среднеуглеродистые низколегированные конструкционные стали (25ХГСА, ЗОХГСА, 35ХМ и др.), наиболее широко применяемые в машиностроении, используют преимущественно в термически обработанном виде. Такие стали обладают высокими механическими свойствами, в особенности прочностными характеристиками (о„ = 80 -5- ПО кПмм2).

Свариваемость среднеуглеродистых низколегированных сталей значительно хуже, чем сталей ранее рассмотренных групп, что связано с повышенной склонностью металла шва и околошовной зоны к образованию трещин. Свариваемость этих сталей имеет много общих черт со свариваемостью среднелегированных сталей перлитного класса.

Свариваемость среднелегированных сталей. Эти стали легированы одним или несколькими элементами, причем содержание каждого из них составляет 2—5%, а суммарное содержание — 5—10%.

Для изготовления сварных конструкций применяют среднелеги-рованные конструкционные стали (ЗОХГСНА, 45Х и др.), содержание углерода в которых не превышает 0,5% по верхнему пределу, а также жаропрочные стали (12Х5МА, 25ХЗНМ и др ), в состав которых входит до 0,25% С и обязательно до 5% Сг. Среднелегирован-ные стали принадлежат преимущественно к перлитному классу, однако та их часть, в которой содержание легирующих элементов выше 5—6%, может быть отнесена к мартенситному.

Как правило, для среднелегированных сталей применяют комплексное легирование, облегчающее возможность достижения высоких механических свойств. В этом случае легирующие элементы упрочняют феррит и повышают прокаливаемость стали, что позволяет в результате соответствующей термической обработки получить нужные свойства. Такие стали часто подвергают улучшению —