------._ „V»»ЦЫЦ/1/1/

состоше ати Тетвртдра ощавЛ

Рис. 195. Изменение твердости и ударной вязкости для металла околошовиой зоны в стали 2X13 в зависимости от обработки его.

900 °С, затем медленному охлаждению до 600 °С и последующему охлаждению на спокойном воздухе.

В некоторых случаях можно предварительный нагрев не применять, а после сварки ограничиться только высоким отпуском (680—

720 °С). Высокий отпуск приводит к выделению карбидов в игольчатом феррите без изменения строения и твердости низкоуглеродистого феррита. В результате несколько уменьшается прочность металла, а его твердость и ударная вязкость достигают исходных величин (рис. 195). Если не нужно, чтобы механические свойства сварного соединения были равноценны свойствам основного металла, применяют сварочные материалы, обеспечивающие получение наплавленного металла с аустенитной структурой. Тогда последующая термическая обработка не проводится. На рис. 196 изображена характерная для этого случая микроструктура шва с темной оторочкой по линии сплавления, отличающейся повышенным содержанием С и Сг. Такая зональная неоднородность структуры с повышенной твердостью у границы сплавления ослабляет прочность сварного соединения, что опасно для конструкций, испытывающих в процессе эксплуатации значительные нагрузки.

Стали ферритного класса — это высокохромистые стали, содержащие более 17% Сг и до 0,15% С. Однако, как следует из рассмотрения рис. 192, 193, однофазную фер-ритную структуру в хромистых сталях можно получить и при других - соотношениях Сг и С.

Высокохромистые ферритные стали (Х25Т, X28 и др.) обладают

комплексом ценных свойств, к числу которых относятся высокая коррозионная стойкость в различных агрессивных средах, жаростойкость и кислотостойкость до 1000—1100°С. До последнего времени ферритные стали, как и мартенситные, нержавеющие и окалино-стойкие, для изготовления сварных конструкций применялись незначительно. Сейчас в связи с необходимостью экономить никель хромистые стали используются более широко. 1

Рис. 196. Микроструктура околошовной зоны и шва, выполненного на стали 2X13 проволокой Х18Н9Т

Поскольку стали ферритного класса однофазные, то они не закаливаются, так как не подвержены структурным превращениям при нагреве и охлаждении. Ухудшение свариваемости этих сталей связано с тремя причинами: повышенной склонностью зерна металла к росту, последствия которого не устраняются термической обработкой; склонностью металла к охрупчиванию; возможностью меж-кристаллитной коррозии.

Склонность металла к росту зерна. Ферритные стали весьма чувствительны к нагреву, при котором значительно укрупняется зерно феррита. Отсутствие в таких сталях фазовых или структурных превращений делает последующее измельчение зерна в процессе охлаждения невозможным. Поэтому снижается прочность, пластичность и кислотостойкость металла, а в холодном состоянии проявляется хрупкость. Рост зерен феррита, особенно интенсивный в околошовной зоне, возможен и в металле шва. Чтобы предупредить его, следует создавать тепловой режим сварки, исключающий перегрев металла. С этой точки зрения выгодны режимы с малой погонной энергией и специальные технологические приемы (сварка короткими участками, валиками малых сечений, с перерывами и т. д.). Для получения металла шва с достаточно измельченным зерном целесообразно применять сварочные материалы, содержащие элементы-модификаторы (Ti, А1 и др.).

Склонность металла к охрупчиванию. Длительный нагрев металла шва и околошовной зоны до высоких температур может привести к значительной потере им пластичности. Это явление называется охрупчиванием металла.

Известны два основных вида охрупчивания металла при сварке

сталей ферритного класса:

1.Тепловое охрупчивание (475-градусная хрупкосгь), появляющееся при нагреве металла в интервале температур 350—500 °С.

Этому виду охрупчивания способствуют такие элементы, как Сг, V, Si,Nb,B меньшей мере— Ti и А!. Многочисленными исследованиями природа этого явления в полной мере пока еще не установлена. Не найдены также и элементы, наличие которых в высокохромистых сталях исключало бы или существенно ограничивало развитие теплового охрупчивания. Предполагают, что причиной тепловой хрупкости может быть выпадение субмикроскопических частиц по границам зерен феррита.

2.Снижение пластичности металла вследствие выпадения вторичных карбидов хрома по границам зерен. Выпавшие по границам зерен твердые и хрупкие карбиды хрома не могут противостоять появляющимся в металле напряжениям, результатом чего становится охрупчивание металла.

Чтобы предупредить охрупчивание второго вида, применяют нагрев изделия перед сваркой (150—180 °С), усиливающий также стойкость металла к трещинам, связанным с ростом зерна. Второй мерой, ослабляющей эффект охрупчивания главным образом металла шва, служит уменьшение содержания углерода.