Способ оценки стабильности структуры сплавления сварных соединений из разнородных сталей

Способ оценки стабильности структуры сплавления сварных соединений из разнородных сталей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ОЦЕНКИ СТАБИЛЬНОСТИ СТРУКТУРЫ СПЛАВЛЕНИЯ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ИЗ РАЗНОРОДНЫХ СТАЛЕЙ преимущественно перлитных с аустенитными, при котором сваривают образец по кр 1Иней мере из двух разнородных сталей, осуществляют его термообработку и проводят металлографический ангшиз, о т л и ч а ю щи и с я тем, что, с целью сокршцення продол жвтельности испытаний и повьыения. точности путем приближения условий испытаний к эксппуд ационным, образцы помещгиот в жесткую матрицу-оправку , а термообработку осуществляют путем Термоциклирования СiiarpeBOM до 500-€00 С, с выдержкой при этой температуре в течение 2-5 мин и охлаяодением до 200-100с. О W W 9)

(1% (и) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3381127/25 -27 (22) 15.01.82 (46) 23.11.83..вюл. в 43 (72) И.Н..Ворновицкий, Л.Б.Сабун, Н.М.Королев и Д.Б.Витман (71) Проектно-технологический институт "Энергомонтажпроект" (53) 621.791.011(088.8) (56) 1. Зеленин B.И. Сварные соединения разнородных сталей. N(,-Л., "Маииностроение", 1966, с, 65-75 (прототип). (54) (57) СПОСОБ ОЦЕНКИ СТАБИЛЬНОСТИ стРукТуРы сплАВления сВАРных сОеди

НЕНИЙ ИЗ РАЗНОРОДНЫХ СТАЛЕЙ преиму3(59В23К2800G01Я 3 10 щественно перлитных с аустенитными, при котором сваривают образец по крайней мере из двух разнородных сталей, осу(яествляют его термообработку и проводят металлографический анализ, о т л и ч а ю (х и и с я тем, что, с целью сокращения продолжительности испытаний и повьыения точности Путем приближения условий испытаний к эксплуатационным, образцы поме(хают в жесткую матрицу-оправ«у, а термообработку осуществляют путем термоциклирования с:нагревом до 500-600 С, с выдержкой при этой температуре в течение 2-5 мин и охлаждением до 200-100 С.

1055614

Изобретение относится к сварке, в частности к способам оценки структуры, свойств и состава эоны сплавления сварных соединений из разнородных сталей и сплавов, и, в частности переходной зоны в различного рода биметаллах, плакированных сталях и т.п., и может найти применение в различных отраслях машиностроения.

В процессе эксплуатации:в сварных соединениях из разнородных сталей при поверхностных температурах (400 C и выме) происходят изменения химического состава, структуры и своиств по обе стороны от линии оплавления. Эти изменения в основном связаны с перемещением углерода из менее легированного металла в более легированный.

Наиболее близким к изобретению является способ оценки стабильности структуры и свойств зоны сплавления сварных соединений из разнородных сталей преимущественно перлитных с аустенитными,.при котором сваривают образец по крайней мере из двух разнородных сталей, осуществляют его термообработку и проводят металлографический анализ И .

Недостатками известного способа оценки стабильности структуры являются большая продолжительность иогытаний, доходящая до тысяч часов, малая информативность получаемых результатов из-за необходимости повышения температуры старения соединения, часто значительно превышающей температуру эксплуатации, осуществляемой для ускорения испытаний, отсутствие термодеформационного фактора в процессе испытаний неизменно сопутствующего эксплу,зтации разнородных сварных соединений.

Целью изобретения является сокращение продолжительности испытаний и повышение их точности путем приближения условий испытаний к эксплуатационным.

Для достижения поставленной цели согласно способу оценки стабильности структуры оплавления сварных соединений из разнородных сталей преимущественно перлитных с аустенитными, при котором сваривают образец по крайней мере двух разнородных сталей, осуществляют его термообработку и проводят металлографический анализ, образцы помещают в жесткую матрицу-оправку, а термообработку осуществляют путем термоциклирования с нагревом до 500-600ОС, с выдержкой при этой температуре в течение

2-5 мин и охлаждением до 200-100 С. о

На чертеже представлена схема осуществления способа.

Образец 1 сваривают из двух частей из разнородных материалов, помещают в жесткую матрицу-оправку 2 и нагревают до 500-600 С, выдерживают в течение 2-5 мин затем охлаждакт до 200-100 С и цикл повторяют.

Нагрев и охлаждение образца 1 производят в матрице 2, ограничивающей со всех сторон расширение образца 1 с целью создания деформационного эффекта при проведении испытаний. Чтобы обеспечить деформационный эффект, материал матрицы-оправки

2 должен иметь коэффициент теплового расширения на 25-40Ъ меньше коэффициента теплового расширения одного из испытуемых материалов.

Пример 1. Исследуют сварное соединение из сталеи 12Х1МФ, сваренной материалом типа 25Сч-12 М; коэффициент теплового расширения которого при 500-600" С составляет (17-18) 10 К . В качестве материала матрицы принята сталь типа Х13 с коэффициентом теплового расширения при этих температурах порядка (1011} 10 6 К

Верхняя граница верхнего температурного интервала термоциклирования (650ОC) принята потому, что она несколько превышая максимальные фактические температуры эксплуатации (550-.580 C), позволяет в то же время ускорить общую продолжительность испытаний. Нецелесообразно проводить испытании при нагреве выше

650 С, поскольку за их пределом можно получить искаженную картину повреждения металлов. Нижняя граница верхнего температурного интервала термоциклирования (500 С) выбирается исходя иэ того, что при этой температуре протекают диффузионные процессы, характерные для процессов, сопровождающих эксплуатацию энергетического оборудования. Нижний температурный интервал термоциклирования (250-100 С) обеспечивает довольно высокий уровень диффузии в испытуемом образце, что способствует сокращению продолжительности испытаний, Длительность нагрева (2 — 5 мин) выбирается исходя из теплофизических свойств испытуемых материалов.

Это время обеспечивает нагрев всего образца до заданных температур.

Технология сварки образца предусматривает последовательное заполнение разделки испытуемым металлом на режимах, предусмотренных соответствующими инструкциями. При этом разме-. ры разделки выбираются с учетом окончательных размеров образца и припусков на механическую обработку.

После проведения термоциклирования через соответствующее число цик1055614

Составитель В. Томбулатов

Редактор И.Мулла Техред М.Гергель Корректор М. лароши

Заказ 9206/14 Тираж 1106 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К-35, Раушская наб., д.4/5 филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 лов образец подвергают глеталлографическому исследованию и определяют величину зоны обеэуглероживания. Испытания продолжают до тех пор, пока прекратится изменение ширины зоны обеэуглероживания.

Пример 2. Образцы разнородного сварного соединения 15X5N+

+Х22Н10 подвергают циклическому нагреву в матрице из стали типа Х13 при параметрах 550ОС 100 С. За

3000 циклов нагрева величина обез-! углероживания составляет О, 16 мм, общая продолжительность испытаний

500 ч. Чтобы получить такои же эффект при изометрической выдержке при

600 С, требуется 4000 ч испытаний.

Таким образом, .продолжительность испытаний сокращается в восемь раэ.

Информативность результатов испытаний повышается за счет более рельефного выявления эоны обезуглероживания в более короткое время. г