Остання редакція: 2024-04-11
Тези доповіді
Відомо, що покращити пластичні властивості та ударну в'язкість сталі та сплавів, очистити їх від шкідливих домішок та неметалічних включень, підвищити корозійну стійкість та гарячу пластичність корозійностійких сталей можна шляхом модифікуванням малими добавками ітрію [1—2].
У цій роботі досліджувався вплив ітрію на структуру, склад і забрудненість неметалевими включеннями та шкідливими домішками, міжкристалітну корозію наплавленого металу при зварюванні хромонікелевої сталі 12Х18Н10Т. Зразки наплавлялися і зварювалися стандартними електродами з фтористокальцієвим покриттям (марки ЗІО-З) та дослідними електродами з добавками ітрію.
Порошок ітрію марки ІТМ-5 (ТУ 48-4-208-72) після просіювання через сито 400 отв./см2 вводили до складу шихти, що містить 40-60 % мармуру і 15-20 % плавикового шпату.
Зміст ітрію в наплавленому металі визначали спектрографічним методом.
Стійкість зварних з'єднань і наплавленого металу проти міжкристалітної корозії визначали кип'ятінням в 65 % НNO3 (метод Д за ГОСТ 6032-75).
Введення ітрію в покриття сприяє меншому вигоранню хрому, титану і кремнію, що пояснюється високою здатністю ітрію до розкислення (табл.1). Майже весь ітрій, що вводиться в покриття, витрачається в процесі зварювання на розкислення та десульфурацію; залишковий вміст ітрію в наплавленому металі дуже малий (таблиця). Мікрорентгеноспектральний аналіз показує, що він присутній переважно у включеннях. У твердому розчині ітрій практично відсутній.
Наплавлений метал без ітрію має типову для зварних швів на сталі 12Х18Н10Т двофазну аустенітно-феритну структуру (близько 8 % б-фериту). Найбільший модифікуючий ефект проявляється за наявності 0,0036-0,0039 % Y: розмір кристалітів зменшується порівняно з початковим у 2-3 рази. При подальшому збільшенні вмісту ітрію зберігається дезорієнтована структура, однак розмір кристалітів збільшується.
Металографічним аналізом встановлено, що в наплавленому металі без ітрію спостерігаються включення оксидів і оксисульфідів сферичної форми і сульфідів витягнутої форми.
Таблиця 1 – хімічний склад наплавленого металу
Кільк.
ітрію в покритті електрода,%
Масова доля елементів, мас.%:
C
Mn
Si
Cr
Ni
Ti
Al
Y
S
[O]
0
0,09
1,89
0,29
19,81
10,21
0,17
-
-
0,019
0,029
2
0,09
2,05
0,25
19,70
10,40
0,17
0,02
0,0020
0,013
0,033
4
0,08
2,40
0,24
18,20
10,10
0,20
0,02
0,0026
0,012
0,025
10
0,09
2,45
0,69
19,00
10,50
0,29
0,04
0,0039
0,009
0.019
30
0,07
1,75
0,54
20,00
10,00
0,27
0,05
0,0075
0,012
0,017
50
0,08
1,84
0,61
20,56
10,95
0,27
0,06
0,0093
0,014
0,027
Мікролегування наплавленого металу 0,0020 % Y призвело до зменшення забрудненості неметалевими включеннями, їх глобулізації. Переважна більшість включень мала сферичну форму, зникли сульфіди витягнутої форми.
При подальшому підвищенні вмісту ітрію збільшується забрудненість наплавленого металу великими неметалевими включеннями.
Газовий та хімічний аналізи показали, що збільшення кількості ітрію в наплавленому металі призводить до зниження вмісту кисню та сірки
(таблиця 1).
При мікролегуванні ітрієм зростає стійкість наплавленого металу проти міжкристалітної корозії, про що свідчать результати випробувань у 65 % розчині НN03 ( табл.2).
Таблиця 2 – результати корозійних випробувань наплавленого металу у 65 % розчині HNO3
Вміст Y в металі шва, %
Швидкість корозії, г/(м2-ч)
0
1,0582
0,0039
0,5404
0,0075
0,6077
0,0093
0,7485
Таким чином, ітрій, при оптимальному вмісті, підвищує чистоту наплавленого металу по неметалевим включенням і шкідливим домішкам, сприяє більш повному переходу хрому і титану в метал шва, підвищує стійкість наплавленого хромонікелевого металу проти міжкристалітної корозії.
Перелік посилань
1. І. П. Вовчок, Ю. А. Шульте, А. В. Царьов та ін. Неметалічні включення в сталях з ітрієм - Ливарне виробництво, 1975. - № 1. - С. 29-30.
2. Вплив малих добавок ітрію на гарячу пластичність корозійно-стійких сталей і сплаву аустенітного класу / Я. Є. Гольдштейн, С. Н. Чуватина, М. Н. Шматко та ін. - Металознавство та термічна обробка металів, 1978. - № 6. - С. 20-22.