Технология сварки мартенситно-бейнитных сталей…


Технология сварки мартенситно-бейнитных сталей
В промышленности широко применяют низколегированные высокопрочные стали мартенситно-бейнитного класса, с высоким пределом прочности - 1000-2000 МПа 42Х2ГСНМА, 40ХГСН3МА, 30Х2ГСНВМА, 30ХГСН2А, 30ХГСА, 25ХГСА, 12Х2Н4А.
Серьезными проблемами при сварке высокопрочных мартенситно-бейнитных сталей является образование холодных трещин, склонность к хрупкому замедленному разрушению и разупрочнение. Разупрочнение увеличивается с ростом погонной энергии и с увеличением прочности стали. Например, при автоматической сварке под флюсом высокопрочных сталей толщиной 10 - 20 мм с пределом текучести 1600-2000 МПа разупрочнение достигает 28-40 %. Для уменьшения образования холодных трещин существуют несколько способов, в частности рафинирование, модифицирование, уменьшение зоны термического влияния, подогрев, термообработка. Целью этих мероприятий является уменьшение размера зерна, получение вязкой пластичной микроструктуры, уменьшение уровня остаточных сварочных напряжений.
При ручной сварке применяют электроды типа Э70, Э85, Э100, Э150 с послесварочной термической обработкой, которая состоит из закалки и отпуска. Без термообработки можно получить работоспособные аустенитные швы, которые выполняют электродами Э-10Х20Н9Г6С, Э-11Х15Н25М6АГ2, Э-06Х19Н11Г2М2. При выборе теплового режима сварки высокопрочных низколегированных сталей важно определить температуру подогрева и оптимальную скорость охлаждения шва и околошовной зоны. Оптимальная скорость охлаждения зависит от марки стали и находится в диапазоне от 0,7 до 10 оСс. Чрезмерная температура подогрева вызывает рост зерна и снижение пластичности, а уменьшение температуры подогрева приводит к образованию мартенсита и закалке.
Высокопрочные среднелегированные стали 30ХН2МФА, 33Х3НВФМА, 42Х2ГСНМА, 43Х3СНВФМА и др. содержат повышенное количество углерода - до 0,5 % и легирующих элементов - до 5-9 %. Увеличение степени легирования приводит к повышению чувствительности сталей к термическому циклу, повышает прочность феррита и устойчивость аустенита. Поэтому независимо от скорости охлаждения при сварке указанных сталей происходит образование мартенсита. Предварительный подогрев только увеличивает рост зерна и вероятность образования холодных трещин. Кроме того, вероятность образования трещин увеличивается с развитием высокотемпературной химическорй микронеоднородности у линии сплавления. Эта неоднородность связана с сегрегацией (скоплением) примесей, концентрацией микродефектов на границах зерен и снижением прочности межзеренных границ.
Существует несколько технологических способов, которые позволяют получить работоспособные сварные соединения. Прежде всего, необходимо исключить загрязнения и насыщение водородом, которое является одной их причин образования холодных трещин. Кроме тщательной подготовки, прокалки электродов, осушения газа можно применять активирующие флюсы и газовые среды, которые связывают водород в нерастворимые в сварочной ванне соединения и модифицируют (измельчают) микроструктуру. Для получения пластичного шва следует использовать сварочные материалы с пониженным до 0,15 % содержанием углерода. Для сварки указанных сталей можно применить аустенитные материалы, которые обеспечивают наплавленный металл шва с высокой пластичностью. Хорошие результаты получаются также при аргонодуговой сварке вольфрамовым электродом при толщине сталей до 6 мм. Другим способом является регулирование теплового режима, путем наложения отжигающих валиков на шов или применения сварки блоком, каскадом, использование послесварочного подогрева. Целью этих мероприятий является проведение высокого «самоотпуска» наложенных валиков при температуре 600-700 оС, в результате которого происходит снижение уровня остаточных напряжений и превращение мартенсита в сорбит отпуска. Для улучшения свойств сварных соединений следует уменьшать ширину сварного шва и зоны термического влияния. Механизированную сварку проводят в среде инертных газов или в смеси аргона с углекислым газом. Применяют проволоки марки Св-03ХГН3МД, Св-10ХГСН2МТ, Св-08Х20Н9Г7Т, Св-10Х16Н25АМ6, Св-08Х21Н10Г6.

Приложенные файлы

  • docx 15797028
    Размер файла: 14 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий