Диссертация (1025479), страница 7

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 7)

Изменение скорости охлаждения ОШУ ЗТВ заполняющих иоблицовочных проходов в зависимости от режимов сварки46Для оценки ожидаемого структурно-фазового состава и свойств металлаоколошовного участка ЗТВ полученные значения скоростей охлаждения былинанесены на анизотермические диаграммы распада аустенита сталей К65 (Х80).На Рис. 1.14 представлено распределение скоростей охлаждения для условийсварки продольного и монтажного швов при величине межслойных температури температур предварительного подогрева равных 150 0С.Рис.

1.15. Анизотермическая диаграмма распада аустенита для сталейХ70 (К60) и Х80 с диапазонами скоростей охлаждения, характерными длясварки с подогревом 150 0С [47]Таким образом, выполненный анализ применяемых технологий и режимовсварки труб большого диаметра показывает, что диапазон скоростей охлажденияметалла в ЗТВ при сварке при используемых значениях погонных энергийизменяется:47- при автоматической дуговой сварке продольных стыков примерно от 2 до15˚С/с;- при ручной дуговой сварке и автоматической дуговой сварке в защитныхгазах кольцевых стыков в пределах от 50 до 80˚С/с.Наложениедиапазоновуказанныхскоростейохлажденийнаанизотермические диаграммы сталей класса прочности К60, К65 (рис. 2.7)показало, что указанные w8-5 при сварке продольных стыков обеспечиваютформирование преимущественно бейнитной структуры.

При сварке кольцевыхстыков даже при наличии подогрева 150 ˚С как при ручной дуговой, так и приавтоматической дуговой сварке в защитных газах скорости охлаждения металлав ЗТВ приближаются к значениям, обеспечивающим формирование бейнитномартенситнойсопоставимыструктуры.сВкритической,некоторыхслучаяхопределеннойпоскоростиохлажденияхимическомусоставу,соответствующей образованию до 90% мартенситной фазы в структуре.Вместе с тем для выбора рациональных скоростей охлаждения с позицииобеспечения нормативных требований по комплексу механических показателейнеобходимопровестиэкспериментальнуюоценкусвариваемостирассматриваемых сталей.1.4. Заключение по анализу литературного обзора1.

Анализ литературных данных по сталям для труб высоких классапрочности показывает, что сочетание высокой прочности, ударной вязкости,хладостойкостималоуглеродистыхнизколегированныхсильнымикарбидообразующими элементами сталей обеспечивается путем сочетаниярациональногохимическогосоставаицелевогоформированиявысокодисперсной ферритно-бейнитной структуры в процессе контролируемойпрокатки с ускоренным охлаждением;2. Анализ литературных данных по свариваемости высокопрочныхтрубных сталей выявил необходимость корректировки зависимости для расчета48эквивалента углерода с учетом их системы легирования путем обоснованиязначений коэффициентов эквивалентности для Mn, V, Nb, Ti.3.

Анализ применяемых технологий и режимов сварки труб большогодиаметра показывал, что диапазон скоростей охлаждения металла в ЗТВ присварке при используемых значениях погонных энергий изменяется:- при автоматической многодуговой сварке под флюсом продольных стыковпримерно от 2 до 8˚С/с;- при ручной дуговой сварке и автоматической дуговой сварке в защитныхгазах кольцевых стыков в пределах от 50 до 80˚С/с.4. Наложениедиапазоновуказанныхскоростейохлажденийнаанизотермические диаграммы сталей класса прочности К60, К65 показало, чтоуказанные w8-5 при сварке продольных стыков обеспечивают формированиепреимущественно бейнитной структуры.

При сварке кольцевых стыков даже приналичии подогрева 150 ˚С как при ручной дуговой, так и при автоматическойдуговой сварке в защитных газах скорости охлаждения металла в ЗТВприближаются к значениям, обеспечивающим формирование бейнитномартенситнойструктуры.Этоопределяетнеобходимостьвыявлениявзаимосвязи критического значения эквивалента углерода с параметрамитермическогоцикласварки(например,скоростьюохлажденияw8-5),обеспечивающими формирование требуемого комплекса механических свойстви отсутствие холодных трещин.Цель и задачи работыЦелью работы: расширение возможностей применения труб классапрочности К65 и К70 в магистральных газопроводах.В соответствии с этой целью необходимо решить следующие основныезадачи:1.

Обоснование выбора зависимости для определения эквивалентауглерода малоуглеродистых сталей для труб класса прочности К65 и К70 и49определениезначениякоэффициентовэквивалентностидляосновныхлегирующих элементов.2. Выполнение оценки взаимосвязи эквивалента углерода с реакциейсталей для труб класса прочности К65 и К70 на основе анализа особенностейраспада аустенита в околошовном участке зоны термического влияния (ОШУЗТВ) в процессе сварки.3. Исследование влияния эквивалента углерода на склонность металлатруб класса прочности К65 и К70 на изменение твердости и ударной вязкостипри сварке и ремонте кольцевых стыков трубопроводов.4.

Выполнение экспериментальных исследований влияния эквивалентауглерода на склонность сталей для труб класса прочности К65 и К70 кобразованию холодных трещин.5. Разработка методики определения критического значения эквивалентауглерода для высокопрочных сталей, обеспечивающего заданный уровеньмеханических свойств в ОШУ ЗТВ сварных соединений трубопроводов классапрочности К65 и К70 и отсутствие холодных трещин.Решение поставленных задач определяет научную новизну работы и еепрактическую значимость.50Глава 2.

ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ЛЕГИРУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ НАЗНАЧЕНИЯ ЭКВИВАЛЕНТА УГЛЕРОДА, ОПРЕДЕЛЕННОГО СИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РАЗЛИЧНЫХ ЗАВИСИМОСТЕЙАнализ зависимостей для расчета эквивалента углерода (1.1 – 1.10) показалчто, сохраняя одинаковую структуру, приведенные выражения по-разномуоцениваютвкладсвариваемости.легирующихэлементовЭквивалентностьвлегирующихформированиеэлементовпоказателявформулахоценивается по отношению к углероду путем введения коэффициентов, значениякоторых существенно отличаются в различных зависимостях.В общем виде формулу для определения эквивалента углерода можнопредставить как зависимость следующего вида:С экв СSi Mn Cr Ni Mo V,mC m Si m Mn mCr m Ni m Mo mV(2.1)в которой вклад каждого легирующего элемента определяется соответствующимкоэффициентом эквивалентности mi. Для углерода во всех представленныхзависимостях коэффициент эквивалентности принимается равным 1.Таким образом, вклад каждого легирующего элемента в эквивалентуглерода соотносится с концентрацией углерода следующим образом:СЛ .эл Л .эл,mЛ .эл(2.2)где СЛ.эл – концентрация углерода, эквивалентная фактическомусодержанию легирующего элемента в стали, %;Л.эл – концентрация легирующего элемента в стали, %;mЛ.эл – коэффициент эквивалентности легирующего элемента, %.Эквивалентная концентрация углерода, определенная для каждоголегирующего элемента, позволит оценить его вклад в формирование комплексасвойств, определяющих свариваемость стали.

Представляется целесообразным51проводить такую оценку путем расчета долевого участия легирующего элементав Сэкв (γЛ.эл) следующим образом: Л .эл С Л .эл 100%Сэкв(2.3)Анализ влияния легирующих элементов на характеристики свариваемостипроводился на основе широкой группы сталей, химический состав которыхпредставлен в Таблице 2.1.Таблица 2.1.Химический состав анализируемых сталейC%Si%Mn%Cr%Mo%V%Ni%Cu%B%CэквPcm0,0080,010,0120,0120,0130,0130,0130,0140,020,030,0430,0540,060,070,070,070,070,070,070,080,080,080,080,0850,260,030,030,370,030,620,950,030,020,010,030,030,360,010,240,350,380,650,7850,360,4850,530,6050,660,051,741,331,150,870,050,050,50,130,132,030,481,660,071,090,651,791,421,250,7751,2151,2251,271,3750000000000000,0801,070,060,050,040,1510,1850,1350,1250,1250,1150000000000000,3500,470,020,0200,0250,030,0250,0250,0250,030000000000000,0400,050,020,300,030,0350,040,040,030,0350000000000000,0502,350,060,040,020,0850,1150,1050,1150,10,1250000000000000,110000,10,060,2350,2650,290,2750,270,2750000000000000000000000000,020,300,230,200,160,020,020,100,040,050,380,130,440,080,730,200,450,320,340,280,350,350,350,380,0190,0980,0790,0820,0580,0360,0470,040,0270,0370,1460,0790,1910,0740,260,1210,2010,1680,1830,1600,1840,1850,1890,20252C%Si%Mn%Cr%Mo%V%Ni%Cu%B%CэквPcm0,090,090,090,320,480,481,611,251,550,031,451,4100,390,4300,0200,030,51,010,070,160,20000,370,710,800,1870,2850,3100,090,521,240,070,020,040,050,0900,330,1820,090,090,0920,0940,10,10,10,10,10,1050,1050,1050,1050,110,110,110,110,1150,1150,120,120,120,120,130,130,130,130,130,130,130,130,140,140,140,150,1550,160,811,030,340,940,030,360,411,011,080,530,5450,6150,650,460,460,460,610,380,710,320,390,471,040,020,280,370,40,40,440,450,490,030,180,430,590,560,021,471,650,050,052,060,331,620,861,551,1951,021,21,11,441,61,61,2050,851,3851,731,771,262,020,380,41,841,681,681,251,751,910,350,581,160,791,340,080,0800000,520,330,770,080,080,1350,050,1550,371,451,20,0550,120,0450,040,051,19000,130,04000,777,20000,1200,1500000000,36000,020,040,050,030,410,420,320,020,460,02000,38000,0300000,71000000,040000000,20,05000,0450,040,030,040,0700,020,040,0950,035000,02000,01200,180,180,060,060,16000,03700,10500,0700000,021,350,640,070,1050,1050,090,1250,030,230,050,080,0950,070,020,050,04000,570,030,50,50,020,270,61000,0700,1100,20,20000,360,140,50,20,230,2050,2450,260,170,180,170,340,210,270,080,0450,18000,130,080,580,580,360,120,56000,1800,205000000000000000000000000000000000000000,370,380,100,100,440,320,620,470,390,360,340,350,360,530,780,700,360,410,390,420,430,660,460,190,280,450,520,520,532,040,560,200,240,380,280,460,170,2060,2170,1060,1280,2040,1860,2680,2510,2290,2040,1980,2070,2090,2570,3190,2970,2160,2250,2290,2240,2270,2950,2560,1500,1850,2408330,2766670,2766670,2680,6543330,2906670,15850,1750,2309670,2091670,2699170,16466753C%Si%Mn%Cr%Mo%V%Ni%Cu%B%CэквPcm0,160,160,160,160,160,160,170,170,170,180,180,180,180,190,190,190,190,20,210,230,270,280,280,340,40,410,440,450,180,280,30,410,430,50,250,310,470,210,370,470,6350,290,330,940,960,230,950,020,020,030,030,020,60,020,020,050,460,530,581,350,581,551,1251,541,220,491,321,241,1850,671,740,651,610,530,050,380,372,110,730,380,050,380,390,070,090,7500,262,380,140,150,020,10,0200,10,1600001,28000000000000,450,2900,8800,035000000,02500000,98000000000000,017000,10,150,030000,0900,09500000,2900000000000,06000,0100,020,110,060,060,0100,060,0950000000000000000,15000,0200,170,2450,090,170,0800,170,26500000000000000000000000000000000000000000000,270,490,310,440,930,490,420,440,410,270,420,420,460,300,480,300,460,800,220,290,330,630,400,400,410,470,510,460,2020,2644670,2183330,2553330,3876670,280,26050,2638330,2611670,2166670,2643330,2721670,291250,2331670,2880,2538330,30250,3828330,2441670,2496670,2891670,38650,31750,3596670,42250,4296670,4601670,455167Представленные стали были разбиты на пять групп по содержаниюуглерода.

Характеристики

Список файлов диссертации