124330 (592928), страница 3

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

Текст из файла (страница 3)

Второстепенные легирующие добавки.

Углерод. Обычное содержание углерода 0,01 – 0,15%. Трудности возникают только в области повышенных температур. Свободный углерод (в случае его наличия) переходит в зоне термического влияния в раствор и приводит, при быстром охлажде­нии, к образованию твёрдого раствора, пересыщенного углеродом. В интервале темпе­ратур 315 - 760С по границам зёрен затем выделяется графит, который ослабляет тон­кую структуру, что может привести к местным трещинам или даже к разрушению де­тали. Вспомогательные мероприятия: С < 0,02% или стабилизация титаном.

В присутствии меди растворимость углерода при высоких температурах так сильно возрастает, что не происходит охрупчивания даже при его содержании до 0,2%. Только в том случае, если при сварке железо поглощается из основного металла, мо­жет произойти горячее растрескивание. Мероприятия: снижение С до < 0,1%.

В присутствии хрома, если только имеется немного таких стабилизаторов, как титан или ниобий, может произойти образование карбидов хрома и при этом местное обеднение хрома. Коррозийная стойкость, однако (в противоположность аналогичным явлениям в аустенитных сталях), ухудшается только в особо агрессивных средах. Со­единение Ni С существует только при температуре > 1 500С и является очень нестой­ким.

Марганец. Обычное его содержание до 1%. Марганец практически не оказывает влияния на сварку. Посредством образования тугоплавкого сульфида марганца можно устранить вредное влияние серы.

Магний. Он, как и марганец, образует тугоплавкий сульфид. Вследствие низкой точки кипения (1 120С) магний, содержащийся в присадочном материале, при дуго­вой сварке почти полностью испаряется, так что этот эффект нельзя использовать в наплавленном металле.

Наличие магния препятствует горячему растрескиванию в зоне термического влияния, вызываемому малым содержанием серы. Можно исключить вредное влияние серы на качество сварного шва введением таких элементов, как марганец, ниобий ти­тан, алюминий, которые являются малолетучими и поэтому лучше переходят затем в наплавленный металл.

При газовой или WIG – сварке магний, наоборот, может успешно выполнить свою задачу, так как капли расплавленного присадочного материала не могут переме­щаться в месте воздействия дуги.

Ниобий. Его добавляют в богатые никелем сплавы, чтобы противодействовать вредному влиянию кремния; требуемое количество зависит от соотношения никель – железо.

Кремний. Обычное содержание 0,1 – 4%. В большинстве сплавов кремний по­вышает склонность к образования горячих трещин, прежде всего при одновременном присутствии меди или хрома. Важную роль играет также выбранный способ сварки. Склонность к горячим трещинам особенно велика в наплавленном металле и меньше в зоне термического влияния. При наплавке возникает опасность горячих трещин, по­тому что кремний переходит из основного металла в наплавленный. Кремний способ­ствует раскислению металла сварочной ванны.

Цирконий. Добавка циркония всего в десятые доли процента приводит к гетеро­генной фазе, которая сильно повышает склонность сплава к горячим трещинам. По-видимому, это приводит к этентической реакции при температуре 1 090 – 1 150С. Об­разование трещин происходит как в наплавленном металле, так и в зоне термического влияния. Никеле циркониевые сплавы считают, поэтому, не свариваемыми. Относи­тельно соединений с помощью холодной и диффузионной сварок в настоящее время данные отсутствуют.

Алюминий. Его следует рассматривать, как сопутствующий полезный элемент за его воздействие как средство раскисления и как элемента, сопутствующего дисперси­онному твердению.

При высоком содержании он, однако, повышает чувствительность к горячим трещинам, так как пороговое значение чувствительности зависит, как и для кремния, от присутствия других легирующих элементов. Опасность трещин возникает в наплав­ленном металле и меньше в зоне термического влияния. Допустимое содержание алю­миния часто выше, чем в соответствующих случаях для кремния. Алюминий содер­жится в сварочных присадочных материалах, которые применяют для сварки диспер­сионно твердеющих никелевых сплавов.

Титан. Его вводят в присадочный сварочный материал для того, чтобы получить швы без пор (раскисление). Для сплавов, содержащих хром, это часто не требуется, поскольку хром сам может связывать газы. В отношении дисперсионного отверждения титан влияет подобно алюминию. При определённых критических концентрациях при сварке возникает, однако, опасность появления трещин. Допустимое содержания алю­миния и титана при WIG – сварке выше, чем при дуговой сварке. По этой причине следует предпочитать названный первым способ для сварки дисперсионно-твердею­щих сплавов. Склонность к появлению трещин возникает главным образом в наплав­ленном металле, а не в зоне термического влияния.

Бор. Обычное его содержание 0,03 – 0,10%. Путём добавки бора улучшают ме­ханические свойства сплавов при высоких температурах. Однако самое небольшое со­держание бора (г 0,003%) при сварке приводит к высокой склонности образования го­рячих трещин; по-видимому, на границах зёрен, подобно сере, фосфору и цирконию, бор образует легкоплавкую эвтектику с никелем.

Не преднамеренно вводимые легирующие элементы.

Сера. Она является самым вредным элементом в никелевых сплавах. Раствори­мость серы в твёрдом никеле < 0,005%. Количество серы, превышающее это значение, выделяется в виде сульфида никеля вдоль границ зёрен. Эгектика Ni - Ni S плавится при температуре 637C, являющейся чрезвычайно низкой. Никель поглощает серу в критической области температур от 300 до 900С из твёрдых, жидких, газообразных или парообразных веществ, например из масла, жира, горячих газов, а также из пла­мени при газовой сварке. Поэтому необходима очистка поверхностей металла перед сваркой.

Вспомогательные мероприятия: добавление марганца, магния, ниобия, титана и алюминия. При неочищенных листах влияние этих элементов, однако, недостаточно для того, чтобы помешать горячему растрескиванию. Вследствие низкой температуры плавление эвтектики сера также очень опасна как в зоне термического влияния, так и в наплавленном металле.

Свинец. Он влияет в таких же концентрациях, как и сера. И, однако, его редко рассматривают как примесь. Свинец не растворим в Ni, поскольку является жидким до температуры плавления. Он образует плёнку по границам зёрен, что приводит к горя­чему растрескиванию.

Фосфор. Он влияет также, как сера и свинец. Соответствующая эвтектическая реакция протекает при 870С. Уже всего сотые доли процента фосфора приводят к го­рячему растрескиванию в наплавленном металле, но не в зоне термического влияния.

Элементарные газы. Кислород, азот и водород создают проблему только в отно­шении парообразования. Образование трещин, наоборот, едва связано с имеющимися растворёнными газами. Содержание титана и алюминия в сварочном присадочном ма­териале достаточно высокое, чтобы исключить влияние газов на образование пор.

Состояние после термообработки.

Сплавы сваривают главным образом в не полностью отожженном состоянии. После интенсивной холодной деформации металла в областях в областях выполнения сварки перед сваркой следует ещё раз провести отжиг изделия. Дисперсионно-твер­деющие сплавы также следует сваривать только после неполного отжига, так как в противном случае вследствие малой пластичности сплавов следует учитывать появле­ние трещин от внутренних напряжений. Необходимо также принимать во внимание некоторый спад прочности.

Очистка.

Перед сваркой необходимо обезжирить поверхность с обеих сторон листа мини­мум на 25 мм по обе стороны от сварного шва и прошлифовать.

Газовая сварка.

Применима для всех никелевых сплавов, кроме сплавов типа Ni – Cr – Fe (нимо­ник 80, 80А и 90); однако этот способ применяют ещё пока редко.

Газы. Ацетилен, находящийся в баллонах, является наиболее предпочтительным горючим газом (более лёгкое регулирование пламени и лучшая очистка). Вносимый вместе с газом ацетон может быть причиной образования трещин. Применяют восста­новительное пламя (лёгкий избыток ацетилена).

Горелка. Сопло такое же, как для стали, однако для сварки чистого никеля выби­рают сопло на один размер больше.

Флюс. Для никеля и сплавов Ni – Mo флюс не требуется. Для обычных никеле­вых сплавов следует применять флюсы, не содержащие бора (в противном случае в наплавленном металле появляются горячие трещины). Сразу же после сварки остатки флюса удаляют стальными щётками или обработкой раствором азотной кислоты (50 частей HNO на 50 частей воды).

Электрическая дуговая сварка.

Этот способ применяют чаще всего. Вид тока: = (+).

Присадочный материал: однороден основному металлу с добавками против об­разования пор (по DIN 1 736). Покрытие гигроскопическое, поэтому материалы перед сваркой прокаливают.

Последующая обработка. Угол разделки кромок больше, чем для соединений из стали, так как расплавленная ванна является вязкой.

Положение. Сварку выполняют по возможности в горизонтальном положении.

Техника. С небольшими колебаниями электрода, так как в противном случае вы­горают раскисляющие добавки. Дуга короткая, электроды перемещают в наклонном положении (лучше всего угол наклона 20 - 30 по отношению к вертикали). Зажига­ние дуги производят на выводной планке (иначе образуются поры). Сваривают элек­тродами малого диаметра с небольшой силой тока.

WIG – сварка.

Вид тока: = (-); применение переменного тока возможно.

Зажигание дуги – на выводной планке с помощью осциллятора (его воздействие отчасти сохраняется во время сварки).

Скорость сварки – как можно более высокая.

Защитный газ – сушёный неочищенный сварочный аргон, поддув воздуха ис­ключают; расход 1,0 – 2,8 м /ч.

Толщина стенки – до 6 мм за один проход.

Защита с противоположной стороны – аргон или медная подкладка.

Присадочный материал – по DIN 1 736.

MIG – сварка.

Вид тока: = (+).

Защитный газ – 99,8%-ный сварочный аргон; расход 1,2 м /ч.

Присадочный материал – по DIN 1 736.

Атомно-водородная сварка.

Использование метода возможно, однако его почти не применяют.

Сварка под флюсом.

Галогенный флюс, составленный из солей фтора и хлора щелочноземельных ме­таллов, позволяет легирующим элементам с высокой склонностью к кислороду (Ti, Al) переходить из электродной проволоки и основного материала в сварной шов с высо­ким процентным соотношением (80 – 90%).

Контактная сварка.

а) точечная сварка.

Сила тока та же, как и при сварке сталей, но требуется более высокое давление на электродах.

Электроды – высокопрочные медные сплавы с плоскими или слегка закруглёнными торцами. “Прилипаемость” электрода при сварке никеля можно предотвратить путём короткого времени сварки на повышенном токе. При случае торцы электродов сереб­рят. Прилипаемость отсутствует при сварке монеля вследствие его более высокого со­противления по сравнению с никелем.

Давление. Более высокое давление, чем при сварке сталей, необходимо обеспечивать, прежде всего, при сварке высокожаропрочных сплавов.

б) Шовная сварка.

Роликовая сварка прерывистым швом применима для всех никелевых сплавов, ско­рость сварки 80 – 130 точек/мин.

Роликовая сварка непрерывным швом.

Сварочное давление следует устанавливать более высоким, чем для стали, за исключе­нием сварки чистого никеля.

в) Сварка оплавлением.

При сварке никелевых сплавов требуется большая энергия, чем для стали (так как их электросопротивление меньше). Для того чтобы избежать перегрева, следует распола­гать место сварки по возможности ближе к электродным клеммам. Требуется высокое давление осадки; осадку начинают непосредственно перед окончанием протекания тока. При запаздывающей осадке появляются шлаковые и оксидные включения. Если, наоборот, ток протекает дольше, чем в течении двух периодов после начала осадки, то появляются мелкие поры и межкристаллитные включения. При сварке необходимо очень точное регулирование параметров; целесообразен предварительный подогрев.

Термообработка.

Очистка перед термообработкой.

Необходима тщательная очистка поверхностей, чтобы предотвратить поглоще­ние серы из жира, смазки и пр. Очистка состоит из обезжиривания обычными средст­вами и последующего промывания в 10%-ной серной кислоте, а затем многократного промывания в воде. Механическую очистку проводить путём песко- или дробеструй­ной обработки или шлифования.

Атмосфера в печи.

Следует обеспечить отсутствие поглощения из атмосферы печи серы. Если изде­лие из никеля отжигают длительное время при температуре > 900С, то наступает ох­рупчивание из-за окисления по границам зёрен. Однако его распространение вдоль границ зёрен в противоположность воздействию серы происходит медленно. Поэтому при не­большой длительности отжига можно не учитывать эти нарушения.

Если никель отжигают при температуре > 900С в окислительной серосодержа­щей атмосфере, то имеет место особо сильное воздействие серы. Горючий газ должен содержать < 0,2 г/м масла и 0,2% S.

Характеристики

Список файлов ВКР