Способ оценки стабильности структуры сплавления сварных соединений из разнородных сталей

ОЮЭ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСКИХСПУБЛИК 1% И 1) ИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ юл. 9 43 цкий, Л.Б.Сабун,Б.Витманхнологический иннтажпроектф(54 ) (5 7) СПОСОБСТРУКТУРЫ СПЛАНЕНИЙ ИЗ РАЗНОР ОЦЕНКИ СТАБИЛЬНОСТИ ВЛЕНИЯ СВАРНЫХ СОЕДИ ОДНЫХ СТАЛЕЙ преимуОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(прототип). З(59 В 23 К 28 00 С 01 Я 3 щественно перлнтных с аустенитными,при котором сваривают образец покрайней мере из двух разнородныхсталей, осуществляют его термообработку и проводят металлографическийанализ, о т л и ч а ю а и И с ятем, что, с целью сокращения продолжительности испытаний и повьыенияточности Путем приближения условийиспытаний к эксплуатационным, образцы помецают в жесткую матрицу-оправу, а термообработку осуществляютпутем термоциклирования снагревомдо 500-600 аС, с выдержкой при этойтемпературе в течение 2-5 мин и охлаждением до 200-100 С.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 различногорода биметаллах, плакированных сталях и т,п., и может найти применение в различных отраслях машиностроения.В процессе эксплуатации,в сварныхсоединениях из разнородных сталейпри поверхностных температурах(400 С и выше) происходят измененияхимического состава, структуры исвоиств по обе стороны от линиисплавления. Эти изменения в основномсвязаны с перемещением углерода изменее легированного металла в болеелегированный.Наиболее близким к изобретениюявляется способ оценки стабильностиструктуры и свойств зоны сплавлениясварных соединений из разнородныхсталей преимущественно перлитных саустенитными,.при котором свариваютобразец по крайней мере из двух разнородных сталей, осуществляют еготермообработку и проводят металлографический анализ И ,Недостатками известного способаоценки стабильности структуры являются большая продолжительность иогытаний, доходящая до тысяч часов,малая информативность получаемыхрезультатов из-за необходимости повышения температуры старения соединения, часто значительно превышающей температуру эксплуатации, осуществляемой для ускорения испытаний,отсутствие термодеформационногофактора в процессе испытаний неизменно сопутствующего эксплуатации разнородных сварных соединений.Целью изобретения является сокращение продолжительности испытаний иповышение 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 термообработкуосуществляют путем термоциклирования с нагревом до 500-600 ОС, с выдержкой при этой температуре в течение 2-5 мин и охлаждением до 200-100 С.о 60 65 На чертеже представлена схемаосуществления способа. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Образец 1 сваривают из двух частей из разнородных материалов, помещают в жесткую матрицу-оправку 2и нагревают до 500-600 С, выдерживают в течение 2-5 мин затем охлаждают до 200-100 С и цикл повторяют.Нагрев и охлаждение образца 1производят в матрице 2, ограничивающей со всех сторон расширение образца 1 с целью создания деформационного эффекта при проведении испытаний, Чтобы обеспечить деформационный эффект, материал матрицы-оправки2 должен иметь коэффициент тепловогорасширения на 25-40 меньше коэффициента теплового расширения одногоиз испытуемых материалов,П р и м е р 1. Исследуют сварноесоединение из сталеи 12 Х 1 МФ, сваренной материалом типа 25 СчИ 1; коэффициент теплового расширения которого при 500-600" С составляет(17-18) 10К . В качестве материала матрицы принята сталь типа Х 13с коэффициентом теплового расширенияпри этих температурах порядка (1011) .10- К-".Верхняя граница верхнего температурного интервала термоциклирования(650 ОС) принята потому, что онанесколько превышая максимальные фактические температуры эксплуатации(550-.580 С), позволяет в то же время ускорить общую продолжительностьиспытаний. Нецелесообразно проводить испытании при нагреве выше650 С, поскольку за их пределомможно получить искаженную картинуповреждения металлов. Нижняя граница верхнего температурного интервала термоциклирования (500 С) выбирается исходя иэ того, что при этойтемпературе протекают диффузионныепроцессы, характерные для процессов,сопровождающих эксплуатацию энергетического оборудования. Нижний температурный интервал термоциклирования (250-100 С) обеспечивает довольно высокий уровень диффузии в испытуемом образце, что способствуетсокращению продолжительности испытаний,.Длительность нагрева (2-5 мин)выбирается исходя из теплофизических свойств испытуемых материалов.Это время обеспечивает нагрев всегообразца 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 цикЗаказ 9206/14 Тираж 1106 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, )К, Раушская наб., д.4/5филиал ППП "Патентф, 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,П р и м е р 2, Образцы разнородного сварного соединения 15 Х 5 М+ +Х 22 Н 10 подвергают циклическому нагреву в матрице из стали типа Х 13 при параметрах 550 ОС 100 С. За 3000 циклов нагрева величина обезуглероживания составляет 0,16 мм,общая продолжительность испытаний500 ч. Чтобы получить такои же эффектпри изометрической выдержке при600 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