12.02.2018

Конкретный пример: межкристаллитное коррозионное растрескивание под напряжением в зоне термического влияния стали марки 430


Для размещения ответственного коммуникационного электронного оборудования с целью защиты от электромагнитных полей, которые могут вывести его из строя или повредить, требуются специальные меры. Такая защита обеспечивается изготовлением сварных герметичных металлических конструкций (типа шкафов), не допускающих попадания внутрь электромагнитного излучения. Обычно такие шкафы изготавливают из углеродистой стали с окраской, но для снижения затрат на их последующий ремонт они были спроектированы из нержавеющей стали марки 430. Сталь поставлялась в виде листов толщиной 1,2 мм (0,048 дюйма, американский 18-й калибр) и гофрированных панелей крыши. Применялась дуговая сварка как плавящимся, так и вольфрамовым электродом в защитном газе с использованием присадочных материалов близкого химического состава.
В сварных швах панелей крыши было обнаружено растрескивание почти сразу после изготовления конструкций. Трещины заварили ручной дуговой сваркой вольфрамовым электродом. По истечении некоторого времени в отремонтированных швах вновь возникали трещины. Поперечное сечение одного из таких угловых швов, выполненных дуговой сваркой плавящимся электродом в защитном газе, показано на рис. 5.33. Следует обратить внимание на весьма крупное зерно в металле сварного шва и ЗТВ. Типичное разрушение таких швов показано на рис. 5.28. Микрошлиф области разрушения при большом увеличении показан на рис. 5.34. Разрушение проходит по границам ферритных зерен и границам феррита и мартенсита. На рис. 5.35 показана фрактограмма разрушения.
Для выявления природы такого разрушения важно учитывать рабочую среду сварной конструкции. Конструкция располагалась на тропическом острове и почти ежедневно подвергалась воздействию дождевых штормов. Тропическое солнце нагревало конструкцию до температуры, близкой к 150 °C (300 °F). Проект крыши был таков, что вследствие термического расширения десятиметровых панелей вблизи сварного шва, присоединяющего панели крыши, имели место растягивающие напряжения. Комбинация напряжений и воздействие ионов хлора, поступающих с тропическими ливнями, способствовали коррозионному растрескиванию под напряжением. Сварка фактически ускорила этот процесс, так как ремонтные швы еще более перегревали конструкцию, способствуя укрупнению зерна и процессу сенсибилизации, а также повышали концентрацию напряжений в точках приложения растягивающих напряжений изгиба. Эта ситуация могла быть предотвращена, если бы правильно был выбран основной металл. Например, стабилизированные стали марки 439 или 468 более стойки к процессу межкристаллитного коррозионного растрескивания под напряжением по сравнению со сталью марки 430. Выбор этих сталей предотвращает сенсибилизацию металла ЗТВ, являющуюся результатом выделения карбидов M23C6 по границам ферритных или ферритно-мартенситных зерен за счет образования более стойких карбидов титана и ниобия типа MC.





Яндекс.Метрика