Сварка высоколегированных сталей и сплавов (Цикл статей, Продолжение, Часть 2)

К межкристаллитной коррозии склонны высоколегированные стали всех классов, имеющие высокое содержание хрома вследствие выпадения под действием нагрева карбидов хрома по границам зерен, обеднения границ зерен хромом и из-за этого пониженной стойкости границ против коррозии. Опасность межкристаллитной коррозии возникает при нагреве хромоникелевых сталей аустенитного и аустенитно-ферритного классов до температур 500—850°С, при нагреве высокохромистых сталей мартенситного, мартенситно- ферритного и ферритного классов до температур свыше 950°С.

Исходя из причин межкристаллитной коррозии, основные меры предохранения направлены на предотвращение образования карбидов хрома и выпадения их по границам зерен. С этой целью применяют: ограничение содержания углерода в основном и присадочном металле (при содержании углерода менее 0,02—0,05%  межкристаллитная коррозия исключается); легирование сталей титаном, ниобием, танталом, цирконием, ванадием, которые более активно взаимодействуют с углеродом в стали и препятствуют образованию карбидов хрома; получение двухфазной структуры в хромоникелевых сталях (содержание феррита до 20—25%) дополнительным легированием основного металла и проволоки хромом, кремнием, алюминием, молибденом, бором; стабилизирующую термообработку, закалку после сварки с целью выравнивания содержания хрома на границах и в теле зерна; технологические меры — сварку при минимальном тепловложении, применение дополнительного охлаждения, уменьшение разбрызгивания, предотвращение ударов, забоин и т. д. С целью экономии никеля вместо этих сталей используют новые с аналогичными технологическими характеристиками (Х13М4У, Х17Г19АН4 и др.). Из этих материалов изготовляют конструкции, работающие при температуре до 500°С. Все шире используют стали переходного аустенитно-мартенситного класса (08Х15Н5Д2Т, 08Х15Н9Ю, 08Х17Н5Ю и др.). Эти стали стареющего типа, в них дополнительно вводят алюминий и молибден. Изменяя режим термообработки, можно изменять механические свойства этих сталей в широких. Стали переходного типа в упрочненном состоянии по удельной прочности и пластичности при повышенных температурах в 1,5 раза и более превосходят другие стали.

В свою очередь, жаропрочные материалы в зависимости от назначения сварных узлов  и условий эксплуатации можно разделить на две подгруппы. К первой относятся материалы для изготовления узлов, работающих при высокой температуре без больших силовых нагрузок. Чаще всего это листовые конструкции, для изготовления которых используются стали ХН78Т, ВЖ100, ХН75МБТЮ, ХН38ВТ и др. Конструкции из них хорошо работают в газовых средах при 900—1150°С. Эти материалы хорошо штампуются и свариваются, часто не требуют термической обработки после сварки. Они отличаются высокой жаростойкостью, хорошо выдерживают теплосмены.

Материалы второй группы используют для изделий, работающих при высоких температурах и испытывающих значительные нагрузки. В основном это материалы на никелевой и никелево-кобальтовой основе типа ХН77ТЮР, ЖС6. Основные требования к ним — жаропрочность, жаростойкость, стойкость к теплосменам, технологичность при обработке. Невысокая пластичность большинства этих материалов допускает формообразование их только с нагревом. Для получения качественных сварных соединений требуется сложная технология сварки. Жаропрочность сварных соединений этих сплавов составляет 80—90% от жаропрочности основного металла.