Термическая обработка и правка изделий после сварки. Термообработка сталей после сварки

4. Термообработка после сварки (табл. 12).

Таблица 12

Тепловой режим сварки мартенситных сталей

6.2.1. Технология сварки и свойства сварных соединений

Среди способов сварки мартенситных сталей плавлением наибольшее распространение получила РДС, которая позволяет получить сварные швы однородные по химическому составу с основным металлом. Это электроды КТИ-9, КТИ-10 и ЦЛ-32 фтористо-кальциевого типа, обеспечивающие наплавленный металл с 10...12 % Cr, 0,8 % Niи 1 %Mo, а для ЦЛ-32 еще и 1 % W.

Пониженное содержание углерода (0,02...0,08 %) повышает вязкость швов. Наряду с "однородными" электродами применяют также аустенитные электроды марок ЗиО (Э-10Х25Н13Г2) и ЭЛ-395/9 (Э-11Х15Н25М6АГ2).

Для АДС под флюсом используют сварочные проволоки Св-15X12НМВФБ и Св-15X12ГНМБФ и низкокремнистые безмарганцовистые солеоксидные флюсы ОФ-6 и ФН-17, позволяющие получать наплавленный металл с низким содержанием диффузионного водорода (до 3 см3/100 г).

Независимо от толщины изделий сварного соединения мартенситных сталей, как правило, подвергают термообработке (табл. 12) для снятия остаточных напряжений, распада закалочных структур и улучшения механических свойств. Термообработку проводят немедленно после сварки (без охлаждения не ниже Тпод). Иногда производят "подстуживание" до 100 °С для завершения  (М) – превращений. Температуру отпуска выбирают не выше Ас1.

6.3. Сварка мартенситно-ферритных сталей

Высокая коррозионная стойкость хромистых сталей обеспечивается при содержании Cr пределах 12...14 %, так как при Cr > 12 % коррозионная стойкость более не увеличивается.

Вместе с этим при Cr > 12 % наблюдается склонность стали к охрупчиванию и снижению прочности в связи с формированием в структуре значительного количества ферритной составляющей.

Хромистые (13...14 %) стали имеют частичное  (М) – превращение (рис. 35) и относят­ся к мартенситно-ферритным, при охлаждении которых полиморфные превращения соответствуют реакции:  –  +  –  (М) + .

Таблица 13

Химический состав мартенситно-ферритных сталей

Примечание. Содержание S  0,025 %, P  0,03 %.

Таблица 14

Механические свойства и назначение мартенситно-ферритных сталей

Трудностипри сварке мартенситно-ферритных сталей связаны с охрупчиванием металла и возможностью образования холодных трещин. Это обусловлено характером распада аустенита в процессе охлаждения. Диаграмма распада аустенита стали 08X13 (см. рис. 35) имеет две области превращения: в интервале 600...930 °С – соответствующем образованию ферритно-карбидной структуры, и в интервале 120...420°С – мартенситной структуры.

Количество превращенного аустенита в указанных интервалах зависит от скорости охлаждения. Так, при охлаждении со средней скоростью 0,025 °С/с превращение аустенита происходит в верхней области с образованием феррита и карбидов. Лишь 10 % аустенита в этом случае превращается в мартенсит в процессе охлаждения от 420°С. Повышение Vохл до 10 °С/с способствует переохлаждению аустенита до Мн = 420 °С и полному его бездиффузионному превращению в мартенсит. С увеличением доли мартенсита резко падает KCV. Увеличение содержания углерода приводит к сдвигу в области более низких Т границы превращения.

У сталей с 0,1...0,25 % С полное мартенситное превращение возникает при Vохл = 1 °С/с. При образовании мартенситной структуры KCV CC снижается до 0,05...0,1 МДж/м2 (в 10 раз). Последующий отпуск при 650...700 °С приводит к распаду структуры закалки, выделению карбидов и повышению KCV до 1,0 МДж/м2. Формирование значительного количества –феррита в ЗТВ резко уменьшает склонность сварных соединений к образованию холодных трещин, но снижает вязкость сварных соединений.

С учетом возможности восстановления KCV после термообработки стали имеют повышенное содержание С для предотвращения образования большого количества феррита в структуре, что позволяет избежать охрупчивания. Но при этом ухудшается свариваемость вследствие склонности сварного соединения к холодным трещинам в ЗТВ из-за снижения вязкости металла околошовной зоны. Дополнительное легирование сталей карбидообразующими элементами (Мо и V) снижает "эффективное" содержание С и устойчивость аустенита в процессе охлаждения, способствуя его распаду уже при 300 °С.

Таким образом, повышение содержания углерода в сталях, с одной стороны, позволяет улучшить свойства сварного соединения за счет термообработки, а с другой – ухудшает свариваемость из-за охрупчивания ЗТВ. Устранить указанные трудности позволяет правильный выбор теплового режима сварки.

studfiles.net

Термообработка сварных швов и соединений

Для создания крупных магистральных трубопроводов используют коллекторы с большим внутренним диаметром. Это применяется в теплосетях и системах водоснабжения. Из-за большого веса проходящей жидкости возрастает и давление на стенки коммуникации. Поэтому последние выполняются из материалов достаточной толщины, чтобы выдерживать большие нагрузки. Но это создает новую проблему — сложно качественно сварить стороны с такой толщиной, обеспечив длительную последующую эксплуатацию. При такой массе изделия прогрев достигает сравнительно небольшой зоны, что приводит к ряду физических процессов, неблагоприятно сказывающихся на дальнейшем использовании материала. Для решения этой проблемы разработана и применяется термообработка сварных соединений. Что это такое? В каких случаях необходима термообработка после сварки? Каким оборудованием и как выполняется процесс?

Суть и предназначение процесса

Сварочный шов создается электрической дугой и присадочным материалом с электрода при температуре от 1500 до 5000 градусов. Это приводит к нескольким негативным явлениям на толстом металле. А именно:

• Непосредственно в месте соединения основного и присадочного материалов происходит значительный перегрев. Это содействует кристаллизации металла с крупной зернистой структурой, что снижает его пластичность. Выгорание марганца и кремния тоже подвергает эту область преобразованию в жесткий участок, плохо взаимодействующий, при естественных расширениях, со всей конструкцией.
• Немного дальше от шва образуется зона закалки. Она испытывает значительный, но меньший перегрев, чем предыдущий участок, поэтому в ней происходит закаливание некоторых элементов. Этот участок характеризуется включениями с высокой твердостью и сниженной пластичностью. Ухудшаются показатели металла и по ударной вязкости.
• На удаленном расстоянии от шва появляется зона разупрочнения. Благодаря непродолжительному воздействию умеренной температуры от электрической дуги, данный участок сохраняет высокую пластичность, но снижаются характеристики по прочности.

Общим дефектом после сварки являются остаточные напряжения в металле, которые способны деформировать изделие. Из-за этого возникают трудности при монтаже объемных конструкций, где требуется точность при стыковке новых узлов. Остаточное напряжение вызывает и последующее образование трещин, что недопустимо для швов трубопроводов. В сочетании с высокой температурой, это способствует снижению коррозионной устойчивости, циклической прочности, и способности сопротивляться хрупким разрушениям в условиях холода.

Термообработка сварных швов выполняется при температуре от 700 до 1000 градусов. Это позволяет устранить последствия неравномерного прогрева при дуговой сварке на толстых металлах, чем повышает надежность будущих коллекторов и магистралей трубопроводов. Труба и наложенный шов приобретают более похожую структуру, и лучше взаимодействуют во время естественных физических процессов (расширения и сужения материалов, воздействия влаги и т.д.).

Термообработка сварных соединений трубопроводов происходит в три этапа:

• нагрев околошовной зоны или всего изделия одним из нескольких видов оборудование;
• выдержка материала на заданной температуре в течении определенного времени;
• последующее планомерное охлаждение до нормальных температур.

Это нейтрализует остаточные явления от сварки, выравнивая структуру металла, и снимая напряжение в металле, способствующее деформации. Процесс может выполняться несколькими способами, а технология разнится в зависимости от типа и толщины металла. Не все сварные соединения необходимо подвергать термообработке, но в некоторых случаях она является обязательной.

Что и когда подвергается термической обработке

Нейтрализации остаточных явлений от электродуговой сварки необходимо подвергать все трубопроводы диаметром от 108 мм, имеющими стенку 10 мм и более. Для этого используют индукционный нагрев изделия током с частотой 50 Гц. Термообработка способна воздействовать на металл трубы со стенкой 45-60 мм, для чего применяют гибкие электронагревательные проволоки или муфельные печи. Если толщина стенки конструкции не более 25 мм, то можно использовать газопламенный способ нагрева. Во всех случаях важен фактор равномерности распределения температуры во все стороны от сварочного соединения.

Стыки, выполненные с применением труб из стали 12XIMФ и ее разновидности 15XIMIФ, имеющие толщину стенки магистрали 45 мм должны подвергаться термической обработке сразу после окончания сварочных работ. Охлаждение материала не должно допускаться до температуры 300 градусов. Стыки из аналогичных сталей на трубах с диаметром 600 мм, при стенке 25 мм, обрабатываются в этот же временной период. В случае невозможности выполнить процесс, соединение необходимо укрыть слоем теплоизоляции 15 мм, а при первой же возможности произвести обработку. Максимальный срок на проведение этих работ составляет трое суток.

Термообработке необходимо подвергать не только кольцевые швы на трубопроводе, но и вваренные отводы, краны, заглушки. Крепление под участок трубы, которое присоединялось посредством сварки, тоже необходимо обработать нагревом.

Режимы процесса

Разные виды стали подвергаются термообработке в конкретный временной промежуток. Влияет на режим и толщина стенки изделия. На хромомолибденовых сталях и их сплавах с ванадием применяется нагрев индукционным способом, с частотой тока в 50 Гц и выше, или радиационным методом по следующим показателям:

Виды оборудования

Термообработка выполняется несколькими видами средств, выбор которых зависит от толщины свариваемых труб и местной доступности оборудования. Выделяются три основные способа нагрева околошовной зоны.

Индукционный

На рабочем месте устанавливается аппарат, вырабатывающий переменное высокочастотное напряжение. К нему подсоединяется нагревательный элемент, которым служит гибкий провод. Последний наматывают на сварочное соединение, предварительно укутанное асбестом для теплоизоляции. Эту технологию можно применять независимо от положения трубы в пространстве (вертикального или горизонтального).

Намотку провода производят вплотную к изолятору, а между витками оставляют зазор в 25 мм. Таким образом должно быть покрыто по 250 мм участка трубы с каждой стороны шва. После правильного наложения витков аппарат включается на время, предназначенное для конкретной толщины стенки трубопровода. Напряжение, проходя через витки провода, создает индукцию и разогревает изделие. Похожим способом выполняется и накладка цельных поясов, содержащих внутри себя ряд проводов, которые сразу покрывают нужную ширину трубы.

Радиационный

Вторым распространенным способом термической обработки сварных соединений является радиационный метод. Здесь тепловой эффект исходит от специальных нихромовых проводов, по которым идет напряжение, и околошовную зону греет непосредственно тепло от провода, а не индукция тока, как в первом способе. Тэн укладывают на основу из теплоизоляции.

Газопламенный

Самым дешевым способом выполнить термическую обработку сварного шва является пламя от горения смеси ацетилена и кислорода. Это подходит для труб с диаметром не более100 мм. На горелку устанавливается мундштук с крупным отверстием. Для равномерности подачи тепла от пламени на сопло одевается асбестовая воронка, распределяющая пламя по ширине в 250 мм. Правильный нагрев производится одновременно двумя горелками, работающими с каждой стороны.

Виды термообработки

Тепловое воздействие на сварочное соединение и прилегающую зону может выполняться по разной технологии для достижения определенных целей. Вот основные процессы и их влияние на изделие:

• Термический отдых. Трубопровод подвергают нагреву до 300 градусов с удержание этой температуры до 120 минут. Это действие способствует снижению содержания водорода в шве, и частичному снятию остаточного напряжения. Метод применяется на особо толстостенных изделиях, где невозможно выполнить другие техники термообработки.
• Высокий отпуск. Трубу и сварной шов нагревают до температуры 600-700 градусов. Выдержка происходит в течении 1-3 часов в зависимости от толщины стенки. Вследствие чего остаточное напряжение снижается до 90%. В низколегированных сталях разрушается закалочная структура, а карбиды становятся крупнее. Это приводит к повышению пластичности и ударной вязкости. Чаще всего этот вид термообработки применяют на сталях перлитного класса.
• Нормализация. Шов и трубу нагревают до 800 градусов, но на короткое время (выдержка от 20 до 40 минут). Это частично убирает напряжение в металле, но главным образом придает однородность и мелкозернистую структуру, что улучшает механические свойства. Такая технология используется на тонкостенных трубах небольшого диаметра.
• Аустенизация. Разогрев материала до 1100 градусов с длительным удержанием температуры (около двух часов) и последующим остыванием на воздухе. Реализуется на высоколегированных сталях для снижения остаточного напряжения и повышения пластичности.
• Стабилизирующий отжиг. Трубопровод с наложенным швом разогревают до 970 градусов с выдержкой до 180 минут. Охлаждение выполняется естественным образом на воздухе. Метод предупреждает возникновение межкристаллической коррозии на высоколегированных сталях.

Применение термообработки на трубопроводах из различных металлов значительно продлевает их срок эксплуатации. Для успешного использования метода важно правильно подбирать температуру, время выдержки и способ нагрева.

Поделись с друзьями

0

0

0

0

svarkalegko.com

Термообработка при сварке металла | Сварка своими руками

Печь для термообработки

Термическая обработка (ТО) – процесс нагрева металлических изделий до критической точки по превышению которой меняется микроструктура и характеристики металла; выдержка и последующее резкое или медленное охлаждение.Часто задают вопрос, можно ли варить термообработанную сталь? Термообработка не влияет на свариваемость. Можно варить как закаленную, так и «сырую» сталь, либо отоженную сталь.ТО допускается до, во время и после проведения сварочных работ.

Часто используемые виды термообработки для стали

Отжиг – снимает напряжения, улучшает пластичность, формирует мелкое зерно. Температура (650±10) оС. Время выдержки рассчитывается в зависимости от максимальной толщины детали и усредненно составляет 2,5 мин. На 1 мм толщины. При отжиге детали всегда охлаждаются вместе с печью.При полном отжиге детали нагревают до 800-900 оС. Происходит рекристаллизация и упрочнение сварного шва. Время выдержки и условия охлаждения, как и в предыдущем случае.Данные приведенные здесь являются ознакомительными, точные данные можно почерпнуть из справочника.Нормализация – процесс очень похожий на отжиг, с одним только отличием – охлаждение делают на воздухе (самоотпуск).Отдых проводится на низких температурах 200 … 300 оС в течении 2…3 ч. Такая процедура понижает содержание диффузионного водорода и снижает величину внутреннего напряжения.Все виды ТО проводят в печах с нагревом электросопротивлением в воздушной атмосфере.

Термообработка алюминия

Предварительный подогрев алюминия необходим в следствии его высокой теплопроводности. Образование нормальной сварочной ванны и формирование сварного шва будет затруднено из-за недостатка температуры, которую постоянно «отнимает» тело алюминиевого сплава. Если речь идет о деталях небольших размеров, отсутствие подогрева не будет катастрофичным, но когда имеешь дело, например, с подваркой дефектов крупного литейного корпуса, тогда трудности станут очевидны даже человеку, не посвященному в тонкости сварочного искусства. Подогревать можно как все изделие целиком, так и выполнять местный (локальный подогрев) подвариваемого места ацетилено-кислородными, пропановыми и другими горелками. Так же, возможен подогрев непосредственно во время выполнения сварочной операции при условии, что это осуществимо технически.Предварительный подогрев применяется так же для некоторых видов сталей, склонных к трещинообразованию (например, 30ХГСА).Послесварочная термообработка для алюминия представляет собой закалку + старение. Правда подобная ТО чревата большими короблениями. Если ремонтируемые изделия имеют уже готовые чертежные размеры, проведение такой процедуры становится невозможной. В таком случае придется обойтись совсем без ТО, либо применить полумеры: нагрев до температуры старения и выдержка в течение определенного времени (режим подбирается исходя из марки алюминиевого сплава). На что влияет подобная мера вопрос спорный, но это лучше, чем вообще ничего не предпринимать.Если после сварки нужно повысить пластичность и снизить твердость, целесообразно выполнить неполный или полный отжиг.Так же нужно понимать, что если вы варите термообработанный алюминий, шов даже при последующей полной ТО, будет мягкий (существенно отличаться от твердости основного металла). Пишите в комментариях, если есть присадочные прутки, которые могут испытывать полиморфные превращения.

svarka-master.ru

Термообработка после сварки - Справочник химика 21

    Термическую обработку в заводских условиях можно выполнять по следующим режимам закалка с отпуском и термообработка после сварки нормализация с отпуском и термообработка после сварки только термообработка после сварки Очевидно, что риск неполучения желаемых свойств является наибольшим при первом и наименьшим при последнем режиме термообработки. Поэтому при выборе оптимальным материалом следует считать тот, который требует минимального числа заводских термообработок. Разность температур отпуска стали и термообработки после сварки часто оказывается незначительной. В этом случае для получения наилучшего сочетания прочности и ударной вяз- [c.213]

    Основной металл Метод сварки Сварочный материал Вид термообработки после сварки Ф. [c.86]

    При соединении частей вала требуется его термообработка после сварки и проточка наставки после удлинения. [c.161]

    Наиболее опасны разрывы трубопроводов или их элементов с низкой ударной вязкостью или не прошедших необходимую-термообработку после сварки, так как при этом может произойти полный разрыв трубопровода по окружности, сопровождаемый интенсивным истечением газов. [c.66]

    Эти статьи служат примером важности проблемы свариваемости сталей и обеспечением механических свойств, связанных со сварными соединениями, которые не подвергаются термообработке после сварки. [c.281]

    Сварной образец поперечный стыковой шов сварка методом Т16 с использованием электрода. Повторная термообработка после сварки до состояния Тб. Образец анодированный Часть одного образца отсутствовала. 5 С образца сошло 80 % плакировки. Сошло 10 % плакировки. Плакировка толщиной 0,078 мм. Сошло 15 % плакировки. Образец после сварки методом Т и старения. Сварной поперечный стыковой шов сварка с использованием проволоки 7039. " Плакировка толщиной 0,061 мм. [c.386]

    Значительное влияние на выбор металла оказывает характер агрессивной среды [189]. Для ряда сред выбор соответствующего им металла является совершенно обязательным условием для создания работоспособной конструкции. Нередко необходима термообработка после сварки. [c.18]

    Перлитные стали могут подвергаться охрупчиванию около концов сварочных трещин в том случае, когда термообработка после сварки проводилась при слишком низкой температуре. В одном широко известном случае [53] охрупчивание такого вида (главным образом в металле шва) привело к хрупкому разрушению сосуда при гидравлич еском испытании. При уровне наших знаний на сегодняшний день еще нельзя достаточно точно обосновать выбор для сосудов стали из различных имеющихся в нашем распоряжении высокопрочных легированных сталей. Однако стали, требующие более высоких температур отпуска, предпочтительнее, поскольку допускают большую свободу выбора температуры термической обработки после сварки. [c.220]

    Исключение образования трещин в результате релаксации остаточных напряжений для толстостенных сосудов высокого давления стало проблемой возрастающей важности и первейшей необходимости. В сосудах давления из перлитной стали образование трещин обычно происходит в процессе термообработки для снятия остаточных напряжений. Не исключена также возможность образования трещин в толстостенных сосудах во время их эксплуатации при высокой температуре, так как для жестких сварных соединений некоторых легированных сталей температура термообработки после сварки в интервале 600— 650° С недостаточна для полной релаксации напряжений. В случае аустенитных сталей основная проблема связана с исключением образования трещин в стыковых швах толстостенных трубопроводов в результате взаимодействия приложенных и остаточных напряжений в процессе эксплуатации при высокой температуре. [c.221]

    В процессе производства сосудов давления опасность возникновения таких чешуйчатых трещин появляется во время приварки к толстостенным обечайкам несквозных штуцеров или других деталей. Поскольку использование в толстостенных сосудах сквозных штуцеров связано с риском образования трещин в процессе термообработки после сварки, для сосудов этого класса обычно применяют несквозные штуцера. В то же время для предотвращения чешуйчатых трещин необходимо регламентировать нижний допустимый предел пластичности в направлении толщины листа или применять сталь, подвергнутую вакуумной дегазации. [c.223]

    С одной стороны, термообработка после сварки не только снимает напряжения, но и может уменьшить максимальные значения твердости в зоне термического влияния сварки и неблагоприятное влияние сварки на механические свойства основного материала. С другой стороны, неправильно назначенный режим термообработки может ухудшить свойства стали. В случае аустенитных сталей, где важна коррозионная стойкость, соответствующая термообработка может восстановить способность стали сопротивляться таким видам коррозии, как общая, точечная, и коррозии под напряжением. В то же время выбор неправильной температуры термообработки может привести к выделению карбидов и другим эффектам, снижающим механические свойства, а также коррозионную стойкость. [c.280]

    Термообработка до сварки Вид сварки Термообработка после сварки и механические свойства Покрытие Среднее время до разрушения, сутки [c.134]

    На коррозионную стойкость хромоникелевых сталей большое влияние оказывают условия термообработки. Наивысшая коррозионная стойкость достигается при закалке на твердый раствор с быстрым переходом зоны температур 500—800° С. При медленном охлаждении или повторном нагреве в интервале указанных температур пересыщенный твердый раствор частично распадается с выделением по границам зерен карбидов хрома. В результате коррозионная стойкость металла резко снижается. Поэтому сварные швы и околошовные зоны аппаратов из нержавеющей стали, не прошедших повторную термообработку после сварки, наиболее подвержены коррозии. [c.171]

    Часть испытания по согласованию с заказчиком может быть снята. Технологические вопросы, касающиеся режимов термообработки, свариваемости, термообработки после сварки и др., решаются в зависимости от выбранной марки стали, условий изготовления трубопровода и режима эксплуатации. В этом случае необходимые рекомендации могут быть получены в специальной литературе 127], [42], [57]. [c.259]

    Необходимость термообработки после сварки элементов из вновь вводимых марок легированной стали устанавливается при согласовании применения указанных марок сталей. [c.989]

    Акустико-эмиссионная (АЭ) диагностика в настоящее время широко применяется при диагностировании и проведении испытаний оболочковых конструкций. АЭ проводится при нагружении объектов со скоростью, при которой не возникают помехи, Нагружение проводится ступенями 50, 65, 85 и 100 % от максимального испытательного давления. Время выдержки на каждом из уровней составляет 10 мин, конечная выдержка -30 мин. При испытании новых сосудов, не прошедших термообработку после сварки, возможна регистрация АЭ, вызванная выравниванием напряжений и не связанная с развитием дефектов. Поэтому при первом нагружении принимают во внимание только сигналы большой амплитуды и сигналы, регистрируемые в течение выдержки. Если при первом нагружении вы- [c.136]

    Были проведены теоретические и экспериментальные исследования по вварке штуцеров в рулонированные сосуды, проведен анализ переходных термических напряжений, срока службы в условиях меняющихся давлений и температур, а также методов термообработки после сварки. Таким образом рулонированные сосуды по конструкции и по качеству изготовления пригодны для применения в любых рабочих условиях. [c.23]

    Предварительный контроль предусматривает проверку качества сварочных материалов, состояния сварочного оборудования. Пооперационный контроль включает проверку качества подготовки и сборки деталей под сварку, соблюдения режимов предварительного подогрева, режимов сварки и порядка выполнения многослойных швов, проведения термообработки после сварки. Контролю внешним осмотром подвергают сварной шов и прилегающую к нему зону шириной 20 мм по обе стороны от шва по всей протяженности сварного соединения. При внешнем осмотре проверяют качество поверхности сварных соединений. В сварных швах не допускаются следующие виды наружных дефектов трещины, подрезы и резкие переходы от основного металла к металлу шва, прожоги, наплавы, незаплав- [c.238]

    В деталях сечением более 20 мм, сваренных из аустенитных сталей (за исключением молибденсодержащей стали 316 по стандарту AJSJ и сплава инкаллой с 32% Ni и 22% Сг), существует опасность возникновения трещин в результате релаксации напряжений в процессе термообработки после сварки или в течение эксплуатации при определенном уровне приложенных напряжений [32]. Оптимальным выбором материала для толстостенных изделий была бы сталь типа 316, однако при температурах выше 650° С она подвержена ускоренному окислению [33]. Такое катастрофическое окисление обычно связывают с условиями застойной окружающей среды или с контактом с изоляционными материалами, содержащими силикаты натрия или подобные им легкоплавкие вещества. В данных неблагоприятных условиях рекомендуется применять сплав с 32% Ni и 22% Сг, не подверженный окислению в результате наличия обоих вышеуказанных факторов. Проблемы релаксации напряжений и трещинообразования при повторных нагреваниях будут рассмотрены далее. [c.210]

    С другой стороны, охрупчивание вследствие деформационного старения может быть устранено или существенно уменьшено термической обработкой после сварки. Это, в свою очередь, значительно снижает риск хрупкого разрушения спокойной раскисленной кремнием и полуспокойной углеродистой и углеродистомарганцевой сталей. Исходя из сказанного, в стандарте В5 1515 для сосудов, подвергающихся после сварки термической обработке, допускаются более низкие рабочие температуры, чем для сосудов, не подвергающихся термообработке после сварки. [c.220]

    Поэтому компромиссным решением является использование стали 304 (стандарт ASTM), содержащей 0,08% С (не более). Эта сталь имеет приемлемую коррозионную стойкость во многих окислительных средах. Однако в некоторых европейских стандартах не разрешается применение других материалов, кроме особо низкоуглеродистых и стабилизированных аустенитных сталей. Кроме того, сталь 304 непригодна для использования в плакированных нержавеющей сталью сосудах, подвергающихся термообработке после сварки, так как при этом в нержавеющей стали будет иметь место интенсивное выделение карбидов. [c.224]

    Однако использование стабилизирован 1ых сталей оказывается необходимым в любом случае, в том числе и для плакированного листа, если сосуд подвергается термообработке после сварки в обычном интервале температур, поскольку при этом в нестаби-лизированной стали с 18% Сг и 8% N1 происходит выделение карбидов. Стабилизированные стали также предпочитают при выборе материала для службы при высокой температуре вследствие более [c.241]

    В другой методике используется принцип автофреттажа, применяемый ранее для изготовления стволов пушек. Этот принцип заключается в изготовлении нескольких цилиндров, надеваемых один на другой с натягом. Первый цилиндр (внутренний) имеет точно определенные размеры. Его сваривают, а сварные швы контролируют обычными неразрушающими методами. Затем таким же образом изготавливают эторой цилиндр, причем его внутренний диаметр точно устанавливают равным внешнему диаметру внутреннего цилиндра с соответствующим допуском, гарантирующим расчетный натяг. Второй цилиндр затем нагревают до температуры, не превышающей температуры термообработки после сварки, и насаживают на первый цилиндр. Операция, несомненно, требует тщательности и соблюдения допусков на диаметры. Эту операцию можно повторять до тех пор, пока не будет получена требуемая толщина стенки сосуда. При расчете общая толщина стенки определяется таким же образом, как в случае однослойной стенки. [c.279]

    Дакворс [15] составил перечень закаленных и отпущенных сталей разных марок, производящихся в 1966 г., и отметил, что многие из них имеют одинаковые свойства. В Японии, в частности, большое внимание уделяют свариваемости этих сталей, так как во многих случаях сварка будет проводиться на месте монтажа без термообработки после сварки. [c.281]

    Эффект смягчения можно наглядно наблюдать на образцах, у которьЕК термообработка после сварки выровняла микроструктуру твердого металла. При растяжении таких образцов вслед за мягкой прослойкой в определенный момент в пластическую стадию вступают приконтактные участки твердого металла, в то время, как вдали от прослойки этот металл продолжает работать упруго. При дальнейшем нагружении, если аг основной металл на всей длине образца. Однако, локализация деформаций в прикон-гактной области твердого металла остается хорошо заметной (рис. 3.5). [c.58]

    Химический состав и механические свойства термически улучшенной никелевой стали 12NU9, вязкой при низких температурах, приведены в табл. 240. Сталь I2Nil9 сваривается применяется газовая, электродуговая сварка, а также электродуговая сварка в атмосфере защитного газа. При толщине свариваемой стенки более 10 мм сталь предварительно нагревают до 100—130°С. Термообработка после сварки не допускается. При обработке стали применяется ковка и отпуск при температуре от 1100 до 850°С. [c.443]

chem21.info

Термическая обработка и правка изделий после сварки

Полуавтоматы для дуговой сварки и их основные узлы

Термическую обработку применяют для устранения напряжений, остающихся в изделии после сварки, а также для улучшения структуры металла сварного шва. После сварки или в процессе сварки применяют такие виды термической обработки, как отжиг, нормализация, отпуск. Нагрев при отжиге изделия в предварительной печи ведут постепенно. Для низко - и среднеуглеродистых сталей температура достигает 600— 680 °С. При этой температуре сталь становится пластичной и

напряжения снижаются. После нагрева следует выдержка при достигнутой температуре из расчета 2,5 мин на 1 мм толщины свариваемой детали, но не менее 30 мин. Затем изделие охлаждается вместе с печью. Существуют и другие виды отжига: местный и полный отжиг. Режимы отжигов выбирают по справочной литературе. Для разных сталей применяют свои технологические параметры отжига. Нормализация отличается от отжига тем, что после отжига сваренную конструкцию охлаждают на спокойном воздухе. После нормализации сохраняется мелкозернистая структура металла, что позволяет обеспечить его относительно высокую прочность и твердость, но без напряженного состояния. Стали с высоким содержанием углерода в процессе сварки закаливаются, возрастает их твердость и хрупкость. Такие изделия из углеродистых сталей подвергают нормализации с последующим отпуском. В этом случае нагревание производят до 400— 700 °С и после этого сваренные детали медленно охлаждают. При газовой сварке сталей термическая обработка служит средством повышения пластичности металла шва. В некоторых случаях, участки шва нагревают до светло-красного цвета каления и в этом состоянии

проковывают. Зерна металла измельчаются, пластичность и вязкость повышаются. Во избежание появления наклепа (новое напряженное состояние) проковку следует прекратить при остывании металла до темно-красного цвета. После проковки необходимо провести повторную нормализацию. Для правки изделий часто используют местный нагрев пламенем горелки. Нагревают выпуклую часть изделия, которое надо выправить (рис. 103). При нагревании металл стремится расшириться, но так как этому препятствуют холодные участки, возникают напряжения сжатия, вызывающие пластическую деформацию сжатия. При

охлаждении в этом участке возникают напряжения растяжения, которые и выправляют изделие.

Рис. 103. Правка изделий местным нагревом

При необходимости повторной операции правки нагревают следующий участок, не затрагивая соседнего, который уже подвергался нагреву. В табл. 64 приведены ориентировочные режимы правки листов углеродистой стали ацетилено-кислородным пламенем.

Таблица 64

Режимы правки листов углеродистой стали ацетилено-кислородным пламенем

Толстолистовой металл после резки его на заготовительных ножницах всегда имеет ярко выраженную выпуклость. Правка осуществляется нагревом по схеме, показанной на рис. 104.

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА СВАРНЫХ ШВОВ

Методы контроля качества сварных соединений могут быть разделены на две основные группы: методы контроля без разрушения образцов или изделий - неразрушающий контроль; методы контроля с разрушением образцов или производственных стыков …

Наиболее распространенные виды дефектов в сварных швах

Надежность эксплуатации сварных соединений зависит от их соответствия нормативно-технической документации, которая регламентирует конструктивные размеры и форму готовых сварных швов, прочность, пластичность, коррозионную стойкость и свойства сварных соединений. Сварные соединения, выполненные …

Противопожарные мероприятия

Для предупреждения пожаров необходимо соблюдать следующие противопожарные мероприятия. Постоянно следить за наличием и исправным состоянием противопожарных средств (огнетушителей, ящиков с сухим песком, лопат, пожарных рукавов, асбестовых покрывал и т. д.). …

msd.com.ua

Термообработка - сварное изделие - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Термообработка - сварное изделие

Cтраница 1

Термообработка сварных изделий из среднеуглеродистых легированных сталей необходима сразу же после сварки, чтобы свести к минимуму время, за которое может развиться разрушение.  [2]

Гидравлическое испытание производят после термообработки сварного изделия. Во время испытания обстукивают сварные швы легкими ударами молотка весом в зависимости от толщины стенки 0 п - - 1 5 кг с круглым бойком. Обстукивание сварных швов производят после снижения пробного давления до рабочего.  [3]

Гидравлическое испытание производится после рентгеноконтроля и термообработки сварного изделия к обстукиванием сварного шва легкими ударами молотка весом в зависимости от толщины стенки от 0 5 до 1 5 кг с круглым бойком. Обстукивание сварных швов производится после снижения пробного давления до рабочего.  [4]

Гидравлическое испытание производится после просвечивания швов и термообработки сварного изделия. Пробное давление держится в течение 5 мин.  [5]

Поэтому после электрошлаковой сварки среднелегированных высокопрочных сталей необходима высокотемпературная термообработка сварных изделий для восстановления механических свойств до необходимого уровня. Время с момента окончания сварки до проведения термообработки должно быть регламентировано.  [6]

Как показали исследования Московского энергетического института, требование ст. 80 Правил устройства и безопасной эксплуатации паровых котлов о термообработке сварных изделий из низкоуглеродистой стали ( при толщине этих изделий свыше 35 мм) при приварке труб к барабанам котлов и коллекторам может не применяться.  [7]

Необходимая прочность сварных соединений аппаратов и трубопроводов достигается подбором хорошо сваривающихся конструкционных материалов, соответствующей обработкой и подготовкой свариваемых поверхностей, выбором сварочных материалов необходимого качества, соответствующей технологии сварки и термообработки сварных изделий. Так, в результате внедрения автоматической ( вместо ручной) сварки стыков теплообменных труб при изготовлении и ремонте печей удалось и 2 5 - 3 раза снизить число дефектов в сварных швах.  [8]

Необходимая прочность сварных соединений аппаратов и трубопроводов достигается подбором хорошо сваривающихся конструкционных материалов, соответствующей обработкой и подготовкой свариваемых поверхностей, выбором сварочных материалов необходимого качества, соответствующей технологии сварки и термообработки сварных изделий. Так, в результате внедрения автоматической ( вместо ручной) сварки стыков теплообменных труб при изготовлении и ремонте печей удалось в 2 5 - 3 раза снизить число дефектов в сварных швах.  [9]

Разделку заполняют каскадом или горкой. Когда термообработка сварного изделия не может быть выполнена ( например, из-за крупных размеров), на кромки детали, подлежащие сварке, наплавляют аустенитными или низкоуглеродистыми ( низководородистыми) электродами незакаливающийся слой металла такой толщины, при которой температура стали под слоем в процессе выполнения сварки не превысит температуру отпуска при термообработке деталей с наплавленными кромками. Детали с наплавленными кромками сваривают аустенитными или низкоуглеродистыми и низководородистыми электродами без подогрева и последующей термообработки. Режимы сварки принимают в соответствии с рекомендациями для аусте-нитных электродов.  [10]

Такая обработка является наилучшей для сварных изделий, так как не только снимает внутренние напряжения, но позволяет получить мелкозернистую структуру металла. Для термообработки крупногабаритных сварных изделий применяют мощные термопечи.  [11]

Если перед сваркой сталь была подвергнута закалке с отпуском, то характер структур участка перегрева, участков нормальной и частичной закалки остается таким же, но характер структур участков рекристаллизации и синеломкости будет отличаться. Структурные изменения в зонах закалки и отпуска вызывают необходимость последующей ( после сварки) термообработки сварных изделий.  [12]

Для предупреждения ножевой коррозии применяют также некоторые технологические приемы, направленные на недопущение или уменьшение перегрева металла в околошовной зоне. К ним относятся: сварка короткой дугой на максимальных скоростях; сварка очередного валика после полного остывания предыдущего; сварка слоя, обращенного к агрессивной среде, в последнюю очередь; охлаждение сварного соединения со стороны ранее заваренного шва и др. Термообработка сварных изделий далеко не всегда возможна, поэтому наиболее эффективными средствами предупреждения межкристаллитной коррозии являются снижение содержания в стали и шве углерода и легирование их такими энергичными карбидообразователями, как титан и ниобий.  [13]

Если перед сваркой сталь была подвергнута закалке с отпуском, то характер структур участка перегрева, участков нормальной и частичной закалки остается таким же, но характер структур участков рекристаллизации и синеломкости будет отличаться. Здесь появляется участок отпуска, так как максимальный нагрев при сварке был ниже 720 С. Структурные изменения в зонах закалки и отпуска вызывают необходимость последующей ( после сварки) термообработки сварных изделий.  [15]

Страницы:      1    2

www.ngpedia.ru

6. Термическая обработка сварных соединении специальных сталей

6.1. Термическая обработка сварных соединений аустенитных сталей

Высоколегированные хромоникелевые стали даже при отсутствии дополнительного легирования малыми количествами карбидообразующих элементов (молибден, титан, ниобий и др.) чаще всего не являются однородными аустенитными, а после горячей или холодной прокатки содержат в различных количествах феррит и карбиды. Эти фазы аустенитной стали могут присутствовать одновременно.

Для получения однофазного аустенитного состояния стали подвергают аустени-тизации. Так как наличие феррита и карбидов в аустенитной стали заметно сказывается на свойствах. Часто эти фазовые составляющие снижают коррозионную стойкость сталей, а также отрицательно сказываются на ее пластичности и ударной вязкости Принципиальная схема термической обработки данных сталей представлена на рисунке.(см. ниже) (Рис 6.1.)

Рис 6.1. Принципиальная схема термической обработки нестабилизированной (а) и стабилизированной (б) стали типа Х18Н10 после сенси­билизации:

I— закалка;II—стабилизирующий отжиг

3. Для аустени-тизации сталей с содержанием углерода до 0,1 % нужен нагрев от 750°С до 950 °С в равновесных условиях (длительный нагрев). При наличии в стали карбидо­образующих элементов интервал температур будет увеличиваться. Поэтому практически при термической обработке температура аустенитизации составляет 1050— 1150°С. С другой сто­роны, при наличии до 1 % С в стали типа Х18Н10, закаленной на аустенит, при нагреве до 650 °С будут выделяться карбиды, а, при недостаточной устойчивости аустенита — α-фаза. 4. Последующий нагрев закаленной аустенитной стали также приводит к фазовым из­менениям:

- нагрев до температуры 500 °С приводит к выделению из закаленного аустенита карбидов. Это вызывает повышение прочности стали, понижение ее пластичности, ударной вязкости и коррозионной стойкости;

- при более высоком нагреве (850—900 °С) процесс растворения карбидов идет очень медленно, а в стали с активными карбидообразующими элементами раство­рения вообще не происходит, наоборот, может начаться медленное их выделение. При таком протекании процессов повышение прочности стали и снижение ее пла­стичности будет меньшим, чем при нагреве до 750 °С.

Коррозионная стойкость стали при нагреве до 900 °С повышается и приближается к кор­розионной стойкости закаленной стали.

При сварке аустенитных сталей распределение температур в ЗТВприводит к тому, что в ней создаются участки различного фазового состава. Если учесть, что продолжитель­ность пребывания металла при высокой температуре в ЗТВ невелика, то рассмотренные выше процессы изменения фазового состояния аустенитных сталей при сварке сдвинутся в сторону более высоких температур:

- чисто аустенитной зоной будет зона, нагревавшаяся при сварке выше темпера­туры 1100°С;

- в зоне, нагревавшейся приблизительно в интервале 900—1000 °С, могут остаться частицы нерастворившихся карбидов. Однако эта зона будет близка к чисто аусте­нитной и по сравнению с более высоко нагревавшейся зоной будет иметь более мелкие зерна аустенита.

8. Особенности ЗТВ:

- по свойствам в состоянии после сварки без дополнительного нагрева эти зоны бу­дут характеризоваться повышенной вязкостью и коррозионной стойкостью;

- если при эксплуатации эти участки будут подвергаться дополнительному нагре­ву в интервале 500—650 °С, то в них начнется процесс выделения карбидов рас­твора, даже в том случае, если в стали содержатся активные карбидообразующие элементы (титан или ниобий). Правда, при наличии этих элементов потребуется больше времени, но если количество этих элементов близко к нижнему пределу, процесс выделения карбидов будет заметным;

- причиной понижения коррозионной стойкости сварных соединений аустенитных ста­лей в указанных зонах считают обеднение границ зерен аустенита хромом при вы­делении из них карбидов, содержащих, как правило, хром. В связи о этим коррозия в околошовной зоне протекает по границам зерен (межкристаллитная коррозия).

9. А).Для предотвращения такой коррозиив ОКОЛОШОВНЫХ ЗОНАХ сварных соединений аусте­нитных сталей,эксплуатирующихся в корозионно-активных средах при повышенных температурах, их следует подвергать термической обработке, заключающейся в продол­жительном (3—5 ч) нагреве при 900 °С:

- такой нагрев одновременно с выделением карбидов из аустенита приводит к разви­тию диффузионных процессов внутри аустенитных зерен и к обогащению хромом приграничных участков зерна, откуда хром перешел в карбиды;

- для таких сварных соединений закалка или нормализация о высоких температур (1000—1150°С) недопустима, поскольку они приводят к аустенитизации, выделе­нию карбидов и понижению стойкости, к межкристаллитной коррозии в околошов­ной зоне при 500—650 °С. Например, сварные соединения стали 08Х18Н10Т, склонные после сварки к межкристаллитной коррозии при эксплуатационных на­гревах 650 °С, после стабилизирующего отжига при 875 °С в течение 3 ч при после­дующем эксплуатационном нагреве при 500 °С в течение 10000 ч склонности к межкристаллитной коррозии не обнаруживают.

- нагрев до 600 °С приводит к снижению стойкости не только к межкристаллитной коррозии, но и стойкости к коррозионному растрескиванию. Как известно, причи­ной понижения стойкости к коррозионному растрескиванию изделий из аустенит­ных и неаустенитных сталей, работающих в коррозионно-активных средах при ста­тических нагрузках ниже предела текучести, является сегрегация атомов водорода.

Б).Для сварных соединений, которые эксплуатируются в коррозионно-активных сре­дах без нагрева (температура до 300 °С), закалка или нормализация с высокой температуры

является допустимой:

- в зоне сварного соединения, нагретой до 900 °С, можно ожидать некоторое повыше­ние прочности и снижение пластичности, а также коррозионной стойкости металла в резуль­тате выделения из раствора карбидов. Для этой зоны послесварочная закалка с температуры1050—1150 °С будет полезна в целях восстановления свойств. В зоне сварного соединения, нагревающейся до 700 °С, процессы карбидообразования также будут протекать достаточноактивно и скажутся на изменении свойств, поэтому для этой зоны закалка также будет по­лезна;

- в остальных зонах сварных соединений аустенитных сталей существенных измене­ний фазового состояния и свойств не происходит, хотя длительная эксплуатация при темпера­туре 400— 500 °С может вызвать выделение карбидной фазы в дисперсном виде, кратковре­менный нагрев на эту же температуру при сварке к таким изменениям фазового состояния не приводит.

9. Закалка сварных соединений высоколегированных аустенитных сталей является рациональ­ной операцией, если сварные соединения не эксплуатируются в коррознонноактивных средах при температуре 500— 650 °С.

10. Существуют дополнительные особенности термической обработки данных сталей:

А).Аустенитные стали целесообразно применять для конструкций, работающих при низких темпе­ратурах, так как они обладают высокой хладостойкостью и сохраняют ударную вязкость:

- наиболее высокую вязкость аустенитных сталей при гомогенном состоянии и их сварных со­единений можно достичь аустенитнзацией — закалкой с 1050—1150 °С;

- аустенитизация сварных соединений хладостойких конструкций рациональна и по другой причине. При недостаточной стабильности аустенита в стали, определяемой ее составом, глубокое охлаждение может привести к распаду аустенита о образованием мартенсита и сни­жением вязкости. Наличие в отдельных участках ЗТВ сварки карбидных выделений приводит к обеднению аустенита в этих участках легирующими элементами.

Б) Термическая обработка сварных соединений жаропрочных аустенитных сталей имеет и некоторые особенности:

- в сварных соединениях жаропрочных сталей металл шва, как правило, по составу заметно отличается от состава свариваемой стали;

- металле шва часто содержится значительно меньше углерода, чем в свариваемой стали. В ЗТВ имеются участки, где по-разному прошли процессы растворения и выделения карбид­ных и интерметаллидных фаз. Все это приводит к тому, что при последующем длительном эксплуатационном нагреве процессы фазовых превращений и связанные с этим объемные изменения и изменения свойств разных участков могут протекать по-разному. Описанное выше приводит иногда к локальным разрушениям по одному из участков ЗТВ. Для получе­ния однородных свойств сварного соединения следует прибегать к высокому нагреву (1150—1180°С) для аустенитизации.

В) Столь высокий нагрев сварной конструкции практически осуществить трудно, поэтому для аустенитизации проводится более низкий нагрев (1050—1100 или 1075—1125°С). При 1075—1125 °С обеспечивается более полное растворение карбидов, большая стабильность аустенита, высокие пластичность и ударная вязкость, более равномерные свойства зон сварного соедине­ния, а следовательно, и большая устойчивость к локальным разрушениям.

Повышение стабильности свойств при длительных эксплуатационных нагревах может быть достигнуто в результате старения при 750—800 °С в течение 3—10 ч, проводимого после стабилизации. Правда, в этом случае наблюдается некоторая потеря пластичности и ударной вязкости.

Некоторую стабилизацию свойств может дать старение при 650—950 °С в течение3—5 ч без предварительной аустенитизации. Однако в этом случае сохраняется неоднород­ность свойств сварного соединения и не гарантируется отсутствие локальных разрушений при эксплуатации.

Сварные соединения жаропрочных аустенитных сталей на неответственных конструкциях и конструкциях с большим запасом прочности можно эксплуатировать без всякой термической

обработки после сварки. Естественно, при этом не будут использованы все возможности жаро­прочных аустенитных сталей как по уровню свойств, так и по их стабильности при эксплуатации и однородности в зоне сварки.

studfiles.net

• 
  Легирующий элемент придающий стали твердость
• 
  Высоколегированные стали имеют суммарное содержание легирующих элементов
• 
  Стальная прямошовная
• 
  Прокатная стальная балка
• 
  Теплопроводность сталей таблица
• 
  Сортамент горячекатаной листовой стали
• 
  Плотность оцинкованной стали
• 
  Марки инструментальных сталей
• 
  Нержавеющая сталь шлифованная
• 
  Труба из нержавеющей стали гост 9941 81
• 
  Сплав в состав которого не входит медь мельхиор латунь дюралюминий сталь