Зварювання низьколегованої жаростійкої сталі

• Низьколегована жароміцна сталь для спеціального обладнання, з метою покращення її зварюваності, масова частка вуглецю контролюється нижче 0.2%, або навіть нижче 0.15%, і такі сталі зазвичай поставляється в відпаленому або нормалізованому та відпущеному стані. Оскільки вміст сплаву становить 2,5% у наступній низьколегованій жаростійкій сталі з перлітною та феритовою організацією, її також часто називають перлітною жаростійкою сталлю, такою як 15CrMoR, 12CrlMoV. вміст сплаву 3% ~ 5% стану постачання низьколегованої жароміцної сталі для бейнітної та феритової організації, вона також відома як бейнітна жароміцна сталь, наприклад 12Cr2MolR, 12Cr2MoWVTiB. Обладнання під тиском, що використовує низьколеговану жароміцну сталь, в основному додає елементи хрому та молібдену або доповнює додаванням невеликої кількості ванадію, титану та інших елементів для покращення міцності на повзучість сталі та організаційної стабільності, тому також часто називають жароміцною сталлю Cr-Mo або жароміцною сталлю системи Cr-Mo-V. Цей тип сталі у високотемпературній стійкості в той же час має гарну водневу корозійну стійкість, з цієї причини систему Cr-Mo або Cr-Mo-V з низьколегованої жаростійкої сталі часто називають воднестійкою сталлю.
• Крім того, жароміцна сталь і середньолегована жароміцна сталь (така як 1Cr5Mo) і високолегована жароміцна сталь (така як 08Cr13Al), завдяки спеціальному обладнанню, не є поширеними, ця стаття в основному описує низьколеговану жароміцну сталь. стійка сталь. Для низьколегованої жаростійкої сталі, для того, щоб переконатися, що вона перебуває у високій температурі, високому тиску та різноманітних складних середовищах під час тривалої безпечної експлуатації, необхідно враховувати, що вона має основні вимоги до продуктивності, головним чином; адекватна кімнатна температура і короткочасна міцність при високій температурі; міцність при високих температурах і міцність на повзучість; стійкість до корозії, водню та окислення; стійкість до крихкого руйнування; здатність до обробки, включаючи властивості холодного, гарячого формування, продуктивність зварювання тощо.

• зварювальні характеристики низьколегованої жароміцної сталі

Залежно від вмісту сплаву (в основному вуглецю) існує різний ступінь схильності до зміцнення. Більшість жаростійкої сталі містить хром, молібден, ванадій, ніобій, титан та інші міцні карбідоутворюючі елементи, так що перегріта ділянка з'єднання має різний ступінь схильності до розтріскування при повторному нагріванні. У деяких зварних з'єднаннях жароміцної сталі, коли загальна кількість шкідливих залишкових елементів перевищує допустиму межу, з'явиться відпускна крихкість або довготривала крихкість.

• вибір витратних матеріалів для зварювання низьколегованої жаростійкої сталі

Принцип міцності металу зварного шва та основного матеріалу все ще є основним принципом вибору витратних матеріалів для зварювання низьколегованої жаростійкої сталі, на даний момент не лише для врахування міцності металу зварного шва та основного матеріалу при кімнатній температурі, але й для підвищення його високотемпературної міцності. не нижче нижньої межі стандартних вимог до основного матеріалу. Для того, щоб його метал зварного шва мав однакові характеристики з основним матеріалом, вимоги до металу зварного шва щодо вмісту хрому, молібдену не повинні бути нижчими за нижню межу стандартного значення основного матеріалу. Щоб наплавлений метал мав таку ж малу відпускну крихкість, слід суворо обмежити вміст у наплавленому металі кисню, кремнію, фосфору, сурми, олова, миш’яку та інших мікроелементів. Щоб підвищити стійкість зварного шва до розтріскування, вміст вуглецю в зварювальних матеріалах повинен бути нижчим, ніж вміст вуглецю в основному матеріалі. Однак слід зазначити, що; вміст вуглецю занадто низький, після тривалого часу термічної обробки після зварювання сприятиме утворенню фериту, що призводить до зниження міцності. Таким чином, для низьколегованої жаростійкої сталі зварного металу вміст вуглецю найкраще контролювати в діапазоні 0.08% до 0,12%, щоб метал зварного шва мав високу ударну в’язкість і високу межа температурної повзучості, порівнянна з основним матеріалом.

(A) вибір зварювального стрижня з низьколегованої жаростійкої сталі

Зварювальний стрижень із низьколегованої жаростійкої сталі, тобто зварювальний стрижень із хромомолібденової сталі, розплавлений метал має чотири рівні міцності та різний вміст хрому та молібдену.

(B) флюс для дугового зварювання під флюсом із низьколегованої жаростійкої сталі та вибір дроту

Вибір зварювального матеріалу з низьколегованої жаростійкої сталі є основним принципом: склад сплаву та механічні властивості металу шва та основного матеріалу повинні бути в основному однаковими або досягати мінімальних показників ефективності, запропонованих специфікаціями виробу; якщо зварні вироби необхідно зварювати шляхом відпалу, нормалізації та іншої термічної обробки або термічної обробки формування, слід використовувати склад сплаву або більш високий рівень міцності зварювального матеріалу. Щоб підвищити стійкість металу зварного шва до термічного розтріскування, вміст вуглецю в зварювальному матеріалі повинен бути трохи нижчим, ніж вміст вуглецю в основному матеріалі. Для жароміцної сталі 1,25Cr-Mo та 2,25Cr-Mo оптимальний вміст вуглецю в наплавленому металі має бути близьким до 0.10%, у цей час наплавлений метал має високу ударну в’язкість і міцність на повзучість порівняти з основним матеріалом. Щоб зменшити відпускну крихкість наплавленого металу, слід використовувати низький вміст фосфору в спеченому флюсі, тоді як вміст фосфору, сірки, олова, сурми та миш'яку та інших шкідливих домішок у зварювальному дроті повинен бути строго обмежений, щоб відповідати вимогам жорсткі вимоги до товстостінної тари щодо відпускної крихкості.

(C) вибір зварювального матеріалу для зварювання з низьколегованої жароміцної сталі в захисному газі

Вибір жаростійкого сталевого дроту Cr-Mo: перш за все, щоб гарантувати, що механічні властивості зварного шва з основним матеріалом, наскільки це можливо, склад сплаву зварного металу не нижчий за нижню межу стандартного значення основний матеріал. Так що зварювальний шов при робочій температурі, з хорошою крихкістю, стійкістю до окислення, стійкістю до газової середньої корозійної стійкості та певною високотемпературною міцністю. По-друге, слід враховувати зварювальні характеристики матеріалу, щоб уникнути вибору вищого вмісту домішок або вищої міцності зварювального матеріалу. Вміст вуглецю в зварних швах Cr-Mo термостійкої сталі зазвичай контролюється між 0.{{6 }}7% до 0,12%, занадто низький вміст вуглецю призведе до зниження високотемпературної міцності зварного шва, вміст вуглецю занадто високий і легко зварювати кристалічні тріщини; вибір жаростійкої сталі Cr-Mo з наднизьким вмістом вуглецю (наприклад, ER55-B2L) Головним чином для підвищення стійкості зварного шва до розтріскування.

Метод зварювання жароміцної сталі Cr-Mo: в даний час більш широко використовується дугове зварювання електродом і зварювання під флюсом. Але з розвитком технологій метод зварювання плавленим електродом із СО2 або Ar + CO2 у захисному газі поступово розширює застосування. Деякі важливі види високотемпературного та жароміцного зварювання сталевих труб під високим тиском, зварювання нижньої частини аргонодугового зварювання вольфрамом, зварювання суцільним дротом електродом у захисному газі або наповнювач для дугового зварювання електродом (товстостінні труби великого діаметру також будуть використовуватися). використовується для заповнення зварювання під флюсом). Зварювання суцільним плавленим електродом у захисному газі, захисний газ використовується Ar + CO2 (від 2% до 5%). Вибір захисного газу в основному полягає в тому, щоб враховувати перехідну форму розплавленої краплі та стабільне горіння дуги, а також забезпечити проникнення та хороше формування каналу зварювання.