ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ МНОГОЦИКЛОВОГО ТЕМПЕРАТУРНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛА  СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ: WJUHQX

Расул Ахмадович Мамадалиев

doi:10.25712/ASTU.2072-8921.2025.03.026

Авторы

Расул Ахмадович Мамадалиев Тюменский индустриальный университет https://orcid.org/0000-0003-0813-0961

DOI:

https://doi.org/10.25712/ASTU.2072-8921.2025.03.026

Ключевые слова:

12Х18Н10Т, ЦЛ-1, ЦТ-15, ОЗЛ-8, диаграмма Шефлера, Cr, Nb, Ti, Crэкв, Niэкв

Аннотация

Целью данной работы является исследование влияния факторов при сварке, вы-полоняемой последовательно несколькими электродами разных марок, на химический состав наплавленного металла. Исследование проводили на высоколегированной стали аустенитного класса марки 12Х18Н10Т. В программе Ansys проведены теоретические расчёты тепловой мощности и температурных полей, а также замер температуры по местам наплавки и зоны термического влияния. На этапах наложения последующих слоёв, температура корневого слоя не превышала 727-773 ⁰С. В работе сканирующим электронным микроскопом JEOL JSM-6510А с аналитическим блоком исследованы химический состав и структура наплавленного металла послойно: количество хрома в среднем 18 %, никеля 9 %. Методом поэлементного картирования выявлена химическая неоднородность в околошовновной зоне размером 0,1 мм. На диаграмме Шефлера выявлена аустенитно-ферритная структура наплавленного металла. Точки соотношения на диаграмме находятся в одном уровне аустенитно ферритной фазы, не превышающей 6% в первом слое наплавленного металла и 9% в последующих. Однако при определении процентного содержания ферритной фазы в образцах с применением ферритометра содержание ферритной фазы составляет от 0,43 до 3,5 % последовательно наложению слоев. Испытания на стойкость к межкристаллитной коррозии проводились по методу «АМУ» в кипящем водном растворе сернокислой меди (CuSO₄·5H₂O) и серной кислоты (H₂SO₄) в присутствии металлической меди (стружка). Полученные результаты подтвердили устойчивость к межкристаллитной коррозии. Предложено продолжить оценку циклического температурного воздействия при последовательном наложении шва разными по химическому составу электродного металла.

Библиографические ссылки

Медовар Б. И. Сварка жаропрочных аустенитных сталей и сплавов. М.: Машиностроение, 1966. 430 с.

Пояркова, Е. В. Влияние высокотемпературного нагрева на структуру поверхностных окислов нержавеющей стали / А. В. Яхин // Вестник Тамбовского университета. Серия: Естественные и технические науки. 2016. Т. 21, № 3. С. 1267-1270. – DOI 10.20310/1810-0198-2016-21-3-1267-1270.

Мусин Р.А. Металловедение сварки / Р.А.Мусин, Г.А. Береснев -Пермь: Пермский гос. техн. ун-т, 2000. 108 с.

Рыкалин H. H. Расчеты тепловых процессов при сварке. М.: Машгиз, 1951 296 с.

Трякина Н.Ю., Пояркова Е.В. и Грызунов В.И. Анализ деградации структуры и механических свойств хромоникелевой стали 12Х18Н10Т при длительной эксплуатации. Met Sci Heat Treat 51, 419–422 (2009). https://doi.org/10.1007/s11041-010-9184-y

Malhotra D., Shahi A. S. Weld metal composition and aging influence on metallurgical, corrosion and fatigue crack growth behavior of austenitic stainless steel welds // Materials Research Express. - 2019. - Т. 6. - №. 10. С. 106555.

Петров В. П. Свариваемость сталей. – Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2000. 66 с.

Кривоносова, Е. А. К проблеме коррозионного разрушения сварных швов / Е. А. Кривоносова, С. Н. Акулова, А. В. Мышкина // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение, материаловедение. 2017. Т. 19, № 3. С. 114-138. – DOI 10.15593/2223-9877/2017.3.07.

Липпольд Д. Металлургия сварки и свариваемость нержавеющих сталей: [пер. с англ.] / под. ред.Н.А. Соснина, А.М. Левченко. СПб. Изд-во Политехн.ун-та, 2011. 467 с.

Паршуков, Л. И. Исследование сварного шва из стали Х18Н10Т / Л. И. Паршуков // Cовременные технологии: тенденции и перспективы развития: сборник статей II Международной научно-практической конференции, Петрозаводск, 18 ноября 2021 года. Петрозаводcк: Международный центр научного партнерства «Новая Наук, 2021. С. 125-128. – EDN XCYZSE

Кривоносова, Е. А. Влияние типа покрытия электрода на коррозионную стойкость металла шва стали 08Х18Н10Т / Е. А. Кривоносова, Е. А. Синкина, А. И. Горчаков // Сварочное производство. 2012. № 4.С. 38-41. – EDN OWRJEN

Влияние режимов сварки на структуру и свойства металла шва стали 12х18н10т в различных пространственных положениях / Р. А. Мамадалиев, П. В. Бахматов, Н. В. Мартюшев [и др.] // Металлург. 2021. № 11. С. 43-50.

Мамадалиев Р.А. Влияние режимов сварки и различных источников тока на формирование сварного шва стали 12Х18Н10Т / Мамадалиев Р.А., Кусков В.Н., Бахматов П.В., Ильященко Д.П.// Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). 2018. Т. 20. № 4. С. 35-45.

Мамадалиев, Р. А. Распределение легирующих элементов в многопроходных сварных швах хромоникелевой стали / Р. А. Мамадалиев, П. В. Бахматов // Металловедение и термическая обработка металлов.2023. № 5(815). С. 55-60.

Федосеева Е. М., Ольшанская Т. В., Душина А. Ю. Закономерности формирования структуры в механизмах кристаллизации аустенитных сталей (обзор) //Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение, материаловедение. 2023. Т. 25. №. 1. С. 83-97. - DOI: 10.15593/2224-9877/2023.1.09.

Зинченко, С. А. Температура начала интенсивного роста объемной доли δ-феррита при отжиге аустенитной коррозионностойкой стали Св-07Х25Н13 / С. А. Зинченко, А. У. Ибрагимов // Современные материалы, техника и технологии. 2017. № 1(9). С. 100-107. – EDN XXYTPF

Акулов А.И., Алехин В.П., Ермаков С.И. Технология и оборудование сварки плавлением и термической резки. М. Машиностроение, 2003. 560 с.

РД ЭО 1.1.2.19.0199-2010 РД ЭО 1.1.2.19.0199-2010 Определение содержания ферритной фазы в наплавленном металле сварочных и наплавочных материалов, основном металле, сварных швах аустенитных нержавеющих сталей и антикоррозионной наплавке оборудования и трубопроводов АС.

Кривоносова Екатерина Александровна Моделирование кинетики образования модифицирующих фаз при сварке и обработке высококонцентрированными источниками энергии // Известия ТулГУ. Технические науки. 2015. №6-2

Трякина Н.Ю., Пояркова Е.В. и Грызунов В.И. Анализ деградации структуры и механических свойств хромоникелевой стали 12Х18Н10Т при длительной эксплуатации. Met Sci Heat Treat 51, 419 - 422 (2009). https://doi.org/10.1007/s11041-010-9184-y

Кривоносова, Е. А. К проблеме коррозионного разрушения сварных швов / Е. А. Кривоносова, С. Н. Акулова, А. В. Мышкина // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение, материаловедение. 2017. Т. 19, № 3. С. 114-138. – DOI 10.15593/2223-9877/2017.3.07.

Рябошук С.В., Ковалев П.В. Анализ причин образования дефектов заготовок из стали 12X18H10T и разработка и рекомендаций по их устранению // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). 2023. Т. 25, № 1. С. 6–15. – DOI: 10.17212/1994-6309-2023-25.1-6-15.

ГОСТ Р. 53686–2009. Сварка. Определение содержания ферритной фазы в металле сварного шва аустенитных и двухфазных ферритоаустенитных хромоникелевых коррозионностойких сталей //М.: Стандартинформ. 2011. Т. 25.

ГОСТ 6032-2017. Стали и сплавы коррозионностойкие. Методы испытаний на стойкость против межкристаллитной коррозии. М.: Стандартинформ, 2017. 36 с.