Бондаренко. Брянский государственный технический университет
 Скачать 7.13 Mb.
|
ИЗ СПЕЦИАЛЬНЫХ СТАЛЕЙ И СПЛАВОВВ зависимости от длительности работы сварные конструкции можно разделить на группы: 1. Кратковременного действия (узлы ракет и ракетных двигателей), работающие несколько минут. 2. Среднего действия (узлы самолетов и т. п.), работающие сотни часов. 3. Длительной службы (паропроводы, турбины, химическая аппаратура), работающие 10...20 лет. Как правило, чем выше температура, давление и другие параметры, тем короче срок службы конструкций. В сварных конструкциях из легированных сталей под действием длительных нагревов наблюдаются следующие формы нестабильности структуры: – сфероидизация перлита и коагуляция (укрупнение) частиц карбидной фазы; – графитизация (только в сталях перлитного класса, не содержащих хром); – образование новых и перерождение старых фаз (химических соединений); – перераспределение легирующих элементов между твердым раствором и карбидной фазой. В условиях работы атомных электростанций добавляется и действие нейтронного облучения и агрессивной среды. При работе в условиях ползучести и малоцикловой усталости наблюдается: 1. Внутризеренная деформация, когда пластическая деформация происходит путем сдвига внутри зерна. Такая деформация наблюдается при значительных скоростях ползучести, больших напряжениях и сравнительно коротком времени его действия. При этом возникают значительная пластическая деформация и вязкое разрушение. 2. Межзеренная деформация, при которой образование и развитие трещин происходит по границам зерен. Такой вид деформаций наблюдается при малых скоростях ползучести (малые и высокие Т). При этом происходит хрупкое разрушение. Вследствие упругопластического скольжения зерен по границам, ориентированным в направлении нормальных напряжений, под действием происходит релаксация касательных напряжений и накопление нормальных напряжений на поперечных границах. Мартенситные превращения (как и понижение Т) исключают развитие упругопластической деформации в прилегающих участках металла. Поэтому вершины зерен, в которых сходятся скользящие границы и прилегающие к ним поперечные, являются наиболее вероятными местами очагов разрушения. В этих условиях проявляется несовершенство сварных соединений, обусловленное самим процессом сварки. К этим несовершенствам относятся: – неоднородность структуры и свойств металла по зонам сварного соединения (наличие хрупких участков закалочного и иного происхождения, малопрочных прослоек и т. п.); – концентраторы напряжений, обусловленные формой шва и сварного узла; – наличие концентратов в виде допустимых технологических дефектов шва (шлаковые включения, газовые поры и т. п.); – наличие остаточных сварочных напряжений. Для устранения или уменьшения таких несовершенств сварных соединений необходимо: 1. Совершенствовать проектно-технологическую проработку сварной конструкции. 2. Применять более технологичные и чистые материалы, например сталь ЭШП, ВДП. 3. Применять прогрессивные способы сварки, позволяющие получать сварные соединения (швы) требуемой чистоты, свойств, сплошности и геометрической формы, 4. Совершенствовать методы нагрева для термообработки сварных соединений в строго заданных режимах, 5. Совершенствовать методы и средства неразрушающего контроля для сооружаемых и эксплуатируемых сварных конструкций. 6. Совершенствовать организацию сварочных работ и повышать технологическую дисциплину их изготовления. В настоящее время в промышленности применяется свыше 2500 марок сталей и сплавов и нет единой технологии их сварки. Один и тот же материал можно использовать и в реактивном двигателе, и в химическом аппарате, и если в первом случае необходимо обеспечивать жаропрочность, то во втором – коррозионную стойкость. Технология сварки различна и зависит от условий эксплуатации. Задачей инженера-технолога является разработка технологии сварки специальных сталей и сплавов с учетом условий эксплуатации и требований к сварному соединению. Контрольные вопросы к главе 2 1. Какие формы нестабильности структуры наблюдаются в сталях под действием длительных нагревов? 2. Когда в сталях наблюдается межзеренная деформация? 3. Какими несовершенствами характеризуется сварное соединение? 3. ВЛИЯНИЕ ЛЕГИРУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ НА ПРОЦЕССЫ, ПРОТЕКАЮЩИЕ В СТАЛЯХ |