Электродуговая сварка сталей. Справочник
Внимание! эта страница распознана автоматически, поэтому мы не гарантируем, что она не содержит ошибок. Для того, чтобы увидеть оригинал, Вам необходимо
Если Вы являетесь автором данной книги и её распространение ущемляет Ваши авторские права или если Вы хотите внести изменения в данный документ или опубликовать новую книгу свяжитесь с нами по по .
Страницы: 1 2 3... 42 43 44 45 46 47 48... 241 242 243
|
|
|
|
Охрупчивание высоколегированных сталей При сварке, горячей обработке сталей или в процессе эксплуатации при высоких температурах возможно их охрупчивание. Оно может произойти вследствие образования мартенсита в сталях с нестабильным аустенитом, роста зерна, чрезмерного увеличения количества ферритной фазы при перегреве двухфазных сталей. Снижение пластичности и вязкости может произойти также в результате длительного нагрева при температурах 350—530° С вследствие появления так называемой 475-градусной хрупкости, а при температуре 550—900° С — вследствие выделения избыточных фаз (карбидов или карбонитридов) или образования интерметаллидных хрупких составляющих о-фазы и др. Опыт показывает, что охрупчивание металла, связанное с выделением карбидов или карбонитридов, происходит при выдержке в интервале критических температур от нескольких минут до десятков часов, а связанное с образованием о-фазы — при выдержке от нескольких до сотен часов. 475-градусная хрупкость появляется у сталей, содержащих более 15% хрома и свыше 15—20% ферритной фазы. Чем больше феррита содержится в стали, больше продолжительность и выше температура нагрева в интервале 350—530° С, тем интенсивнее охрупчивание, снижение ударной вязкости и повышение твердости [25—28, 30]. Азот несколько уменьшает склонность ферритно-аустенитных сталей к 475-градусной хрупкости [28, 30]. Сталь 15Х28АН, несмотря на большее количество феррита, охрупчивается при более длительной выдержке, чем стали 21-5 и 21-6, не содержащие азота. Термически остаренные высокохромистые и хромоникелевые стали и сварные швы имеют низкую ударную вязкость только при комнаткой и отрицательных температурах; при повышенных температурах ударная вязкость достаточно высока, например у остаренной стали 14Х17Н2 при 20° С она равна 1,6 кГм/см2, а при 500° С — 11,9 кГм/см2 [25]. Отпуск при 600—700° С устраняет хрупкость остаренного металла, однако последующая длительная выдержка в области опасных температур снова приводит к его охрупчиванию. Появление 475-градусной хрупкости металла сопровождается увеличением твердости хромистого б-феррита. Так, после выдержки при температуре 500° С в течение 1500 ч микротвердость б-феррита металла швов типа Х17Н2 увеличилась на 70—75 кГ/мм2, вследствие чего общая твердость металла возросла на 58—62 HV [25]. Вместе с тем металлографическим и электронно-микроскопическим анализами не удается обнаружить какие-либо изменения в микроструктуре остаренного металла, в том числе в строении легированного б-феррита. Следовательно, увеличение твердости и хрупкости высокохромистого металла при термическом старении в данном случае может быть обусловлено только изменениями в кристаллической решетке твердого раствора. Появление хрупкости высокохромистых швов в процессе длительного нагрева в области критических температур (450—530 С) связано с образованием в твердом растворе богатых хромом комплексов, когерентно связанных с кристаллической решеткой феррита [18]. Комплексы имеют кубическую объемноцентрированную решетку с параметром 2,878 А и по составу отвечают сплаву, содержащему 70% Сг и 30% Fe. Вследствие того, что параметр решетки комплекса отличается от параметра решетки твердого раствора, в металле возникают местные искажения, что и приводит к повышению его твердости и хрупкости. Последующий отпуск швов при температуре 600—700° С способствует выравниванию содержания хрома в твердом растворе, т. е. рассасыванию комплексов и устранению местных искажений кристаллической решетки, в результате чего твердость металла уменьшается, а ударная вязкость возрастает. Охрупчивание металла, связанное с выделением избыточных фаз (карбидов и нитридов), происходит при его деформировании или при нагреве в интервале температур 500—850° С. Выделение избыточных фаз обусловлено уменьшением растворимости углерода и азота с понижением температуры. По мере выпадения карбидов пограничные слои зерен обедняются углеродом и хромом. Стабильность аустенита в этих местах снижается и происходит частичное у а-превращение, что способствует охрупчиванию. При быстром охлаждении стали от высоких температур углерод фиксируется в твердом растворе и сталь приобретает чистоаустенитную структуру. При повторном нагреве до критических температур может произойти выпадение карбидов и образование ферритной фазы. Выделение карбидов сопровождается некоторым упрочнением и снижением ударной вязкости металла. Особенно заметно снижение вязкости при весьма низких температурах. Хромоникельмарганцевые чистоаустенитные стали типа 18-4-9, содержащие 0,06—0,07% С и 0,25% N. охрупчиваются при выдержке в интервале температур 450—700° С продолжительностью более 10 ч вследствие выделения карбонитридов. С повышением температуры в указанном интервале и продолжительности нагрева охрупчивание металла усиливается. Наиболее интенсивное охрупчивание происходит в интервале температур 700—800° С (при этом достаточна выдержка в течение единиц или десятков минут). Охрупчивание хромомарганцеазо-тистой стали при кратковременном термическом старении связано с выделением по границам зерен сложных карбидов, содержащих железо, хром и марганец [75], и зависит от суммарного содержания углерода и азота. Особенно интенсивное охрупчивание азотсодержащей стали наблюдается при увеличении в ней количества углерода (табл. 1.28). Таблица 1.28 Ударная вязкость стали 15Х17АП4, кГм/см2, содержащей разное количество углерода и состаренной при 700 ° С Содержание стали, % Время выдержки, мин Температура, 9 С С N +20 -40 -50 -60 0,09 0,35 1 5 15 12,9 12,5 9,6 7,3 5,5 5,2 7,1 5,2 2,9 6,3 2,5 2,5 0,12 0,36 1 5 15 13,6 12,1 8,7 7,9 4,1 2,9 7,4 3,6 1,7 6,1 2,4 ',7 Влияние углерода и азота на старение аустенитных сталей можно объяснить тем, что растворимость этих элементов в аустените меняется с изменением температуры, и при быстром охлаждении стали от высоких температур в твердом растворе фиксируется не только избыточный уг
Карта
|
|
|
|
|
|
|
|
Страницы: 1 2 3... 42 43 44 45 46 47 48... 241 242 243
Внимание! эта страница распознана автоматически, поэтому мы не гарантируем, что она не содержит ошибок. Для того, чтобы увидеть оригинал, Вам необходимо скачать книгу |
