Сварка хромистых сталей

Хром придает сплавам с железом следующие свойства. При содержании Cr в стали ≥ 12% возникающая при окислении поверхностная пленка приводит к пассивации этой поверхности, сталь становится коррозионностойкой при относительно невысокой температуре. С повышением содержания хрома окалиностойкость возрастает. Возрастает стойкость и к агрессивным средам. Наличие хрома в сталях значительно снижает критические скорости охлаждения.

При более высокой концентрации хрома (>16% и С = 0,06%) сталь в процессе нагрева не будет целиком переходить в состояние аустенита, а будет иметь некоторое количество не превращенной ферритной фазы. Последующее ее охлаждение приведет к получению смешанной мартенситно−ферритной структуры, причем увеличение содержания хрома в стали (при С=const) способствует относительному увеличению ферритной составляющей в структуре.

Ряд высокохромистых сталей в зависимости от режима термообработки и температуры эксплуатации могут изменять свои структуру и свойства, в основном приобретая хрупкость. Известны три вида охрупчивания металла высоколегированных швов: тепловая хрупкость, сигматизация и старение.

Тепловая (475ºС) хрупкость не сопровождается явными структурными изменениями. Она является своего рода старением, обусловленным, по-видимому, выпадением субмикроскопических частиц на границах зерен твердого раствора. Явление тепловой хрупкости возникает в результате длительного нагрева при температурах 350−500ºС сталей с содержанием 15−70% Cr. Тепловому охрупчиванию способствует хром, ванадий, ниобий, кремний.

Сигматизация – появление в металле шва при длительной выдержке в интервале температур 550−875ºС хрупкой структурной составляющей – интерметаллида типа FeCr, известной под названием δ−фазы. Чаще всего δ−фаза образуется в аустенитно−ферритных и хромистых швах.

Борьба с этими видами хрупкости: исключить вредное влияние 475º−ной хрупкости и выпадение δ−фазы можно нагревом выше температуры их образования (соответственно 550ºС и 1100ºС) с последующим быстрым охлаждением; со старением – снижение содержания углерода и нагревом до температуры выше 900ºС, при которой происходит распад вторичных карбидов и интерметаллидов.