12.02.2018

Кристаллизационное растрескивание при сварке ферритных нержавеющих сталей


Кристаллизационное растрескивание при сварке возникает в последние моменты кристаллизации вследствие совместного воздействия сегрегации примесей и легирующих элементов, которая способствует образованию жидких пленок по границам зерен, и термомеханических процессов. Растрескивание наиболее часто связано с кристаллизацией границ зерен, где сегрегация элементов наиболее сильна, что и дает наименее высокую температуру кристаллизации. Если первой образующейся твердой фазой является феррит, то склонность к кристаллизационным трещинам в целом низка. Все ферритные нержавеющие стали первоначально кристаллизуются в виде феррита, поэтому такой вид растрескивания встречается относительно редко. Добавки легирующих элементов, таких как титан и ниобий, и высокий уровень содержания примесей могут повысить вероятность кристаллизационных трещин, так как сегрегация при кристаллизации может привести к образованию легкоплавких жидких пленок вдоль границ зерен. Этот тип сталей имеет относительно узкий интервал кристаллизации, который ограничивает уровень деформаций, возникающих в процессе кристаллизации. Влияние поведения при кристаллизации на склонность к горячим трещинам при кристаллизации более подробно рассмотрено далее.

Относительная склонность к кристаллизационному растрескиванию сталей марок 430, 26Cr—1Mo (E-BriteR) и ауетенитной марки 304, определенная по методике Varestraint, показана на рис. 5.22. Кристаллизационные трещины в стали марки 430 связывают с наличием углерода, серы, фосфора и азота, а в стабилизированной стали 26Сr—1Mo — также и с наличием ниобия и титана. Существенное снижение склонности к образованию трещины наблюдалось при содержании углерода и азота менее 0,04 %, а титана - менее 0,65 %. Весьма вероятно образование ликвационной трещины в ЗТВ этих сталей, однако, об этом не сообщалось.
Авторы работ также сообщили об образовании кристаллизационных трещин в металле швов, полностью ферритных и содержащих ниобий. Вероятно, в стали марки 430Nb добавка азота снижает склонность к растрескиванию за счет образования более благоприятной структуры при кристаллизации вследствие влияния нитридов, богатых ниобием. Добавка азота приводит также к образованию мартенсита в металле шва. Металл таких швов содержит и титан, который, вероятно, увеличивает склонность к образованию трещин. Было показано, что стали, содержащие стабилизирующие элементы - титан и ниобий, имеют по оси шва зону перехода от столбчатых к равноосным кристаллитам. Такая переходная зона измельчает зерно в центре шва, что может быть эффективным для повышения сопротивления к образованию кристаллизационных трещин в сварном шве.





Яндекс.Метрика