CS255271B1

CS255271B1 - Způsob vyhodnocování svařitelnosti austenitických ocelí

Info

Publication number: CS255271B1
Application number: CS852242A
Authority: CS
Inventors: Miroslav Kordula; Jaroslav Hodina; Josef Prochazka; Zdenek Konsel; Jan Pacak; Milos Tomes
Original assignee: Miroslav Kordula; Jaroslav Hodina; Josef Prochazka; Zdenek Konsel; Jan Pacak; Milos Tomes
Priority date: 1985-03-28
Filing date: 1985-03-28
Publication date: 1988-02-15
Also published as: CS224285A1

Abstract

Vyhodnocování austenitických ocelí na základě mikroskopického sledování obsahu vměstků v oceli spočívá v tom, že se z téže tavby vyrobí referentni ingoty o středním příčném průřezu 700 až 1 600 cm7, které se tváří za teploty 1 120 až 860 C na tyče o průřezu 30 až 300 mm7, z tyči se zhotoví metalografické vzorky k mikroskopickému měření velikosti vměstků a po změření se ocel určí ke svařování v případě, když délka sulfidových vměstků činí nejvýce 0,08 mm, silikátových vměstků nejvíce 0,05 mm, oxidických vměstků nejvíce 0,16 mm a když plocha karbonitridových vměstků činí nejvíce 0,5 % pozorované plochy vzorku o velikosti 0,502 65 mm7.

Description

Vynález se týká způsobu vyhodnocování svařitelnosti ocelí zejména austenitických ocelí na základě mikroskopického sledování obsahu vměstků v oceli.

Austenitická ocel o hmotnostním složení 0,05 až 0,10 t uhlíku, do 1,5 % manganu, do 1,0 % křemíku, 20,0 až 23,0 % chrómu, 31,0 až 35,0 % niklu, 0,20 až 0,60 % titanu, 0,20 až 0,69 % hliníku a do 0,75 % mědi je po výrobní stránce středně náročná a má přijatelné mechanické vlastnosti jako mez kluzu, pevnosti, prodloužení, zúžení, vrubovou houževnatost i při zvýšených teplotách např. mez tečení. Problémy nastávají jestliže je tato ocel určena ke svařování a vytvořené svary mají zaručovat stejné vlastností jako základní materiál.

Experimetnálně bylo prokázáno, že ocel uvedeného složení vyhovuje požadovaným jakostním parametrům pouze částečně neboř ocel vykazuje špatnou svařitelnost, projevující se mikroskopickými trhlinkami v oblasti svaru, které jsou obtížně zjistitelné bez destrukce svaru, pouze indikační metodou. Uvedená ocel je sice svým složením a vlastnostmi určena pro žárupevné výrobky např. součástky energetických zařízení, petrochemického průmyslu a pecí, ale pro špatnou svařitelnost je často pro uvedený účel nevhodná. Dochází ke ztrátám materiálovým a energetický, k poruchám na výrobním technologickém zařízení, snižuje se produktivita výroby.

Uvedené nevýhody odstraňuje způsob vyhodnocování svařitelnosti austenitických ocelí zejména o hmotnostním složení 0,05 až 0,10 % uhlíku, stopy až 1,5 % manganu, stopy až 1,0 % křemíku, stopy až 0,035 % fosforu, stopy až 0,015 % síry, 20,0 až 23,0 % chrómu, 31,0 až 35,0 % niklu, 0,2 až 0,6 % titanu, 0,2 až 0,6 Ϊ hliníku, stopy až 0,75 % mědi, 0,001 až 0,006 6 vápníku, 0,000 5 až 0,002 5 % hořčíku a stopy až 0,020 % dusíku, podle vynálezu.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že se vyrobí z téže tavby oceli regerentní ingoty o středním příčném průřezu 700 až 1 600 cm?, které se tváří za teploty 1 120 až 860 °C na tyče o průžezu menším než 300 cm , z nich se připraví metalografické vzorky a změří se velikost vměstků.

V případě, že délka sulfidů je do 0,08 mm, silikátů do 0,05 mm, oxidů do 0,16 mm a 2 plocha karbonitridů je nejvíce 0,5 % měřeno na ploše 0,502 65 mm metalografického vzorku jde o ocel vhodnou ke svařování.

Výhodou způsobu vyhodnocování austenitických ocelí podle Vynálezu je, že zjištuje svařitelnost materiálu všemi způsoby svařování při zachování žádoucích mechanických vlastností a to jak při laboratorních tak při zvýšených teplotách. Na základě vyhodnocování dle vynálezu lze předem rozhodnout, zda tavba uvedené oceli bude použita pro výrobky, které se budou svařovat. Došlo ke zvýšení produktivity, snížení ztrát materiálu a energie, a u uživatele k prodloužení životnosti zařízení. Při včasném zjištění dobrých mechanických vlastností u určité tavby oceli lze při zjištěni současné špatné svařitelnosti oceli téže tavby, tuto beze ztrát určit pro výrobky, u nichž se svařování nepředpokládá.

Příklad

Byla vyrobena tavba oceli na elektrické obloukové peci o hmotnosti 25 t, ocel měla hmotnostní složení 0,8 % uhlíku, 1,25 % manganu, 0,18 % křemíku, 21,5 % chrómu a 32,3 % niklu. Tavba byla odlita do zásaditě vyzděné pánve, ve které bylo provedeno vakuové oduhličování při teplotě lázně 1 610 °C. Předběžná desoxidace byla provedena kusovým hliníkem a hliníkovou krupicí. Odsíření oceli bylo provedeno směsí vápna a fluoridu vápenatého v poměru 4:1 s následným vakuováním 10 minut.

Současně s odsířením byla provedena úprava konečného složení s přisazením 10 kg kusového kalciumsilícia. Odlévání bylo provedeno při teplotě lázně 1 540 °C pod ochranou argonu.

Tavba byla odlita od kokil spodem do kovárenských ingotů a dvou kvadratických referentnlch ingotů o průřezu 1 300 cm . Povrch ingotů byl chráněn exotermickou směsí. Konečné hmotnostní složení oceli bylo 0,07 % uhlíku, 1,13 % manganu, 0,72 % křemíku, 0,020 % fosforu, 0,004 % síry, 20,56 % chrómu, 32,40 % niklu, 0,01 % mědi, 0,37 % hliníku, 0,40 % titanu, 0,003 5 % vápníku, 0,005 % hořčíku a 0,013 % dusíku.

Byly odlity ingoty o průřezu 1 300 cm , které byly válcovány za teplá při počáteční teplotě 1 100 °C jednožárově až na rozměr s průměrem 130 mm při doválcovací teplotě 880 °C.

Po odstranění patního odpadu byla u každého vývalku ingotu odebrána zkouška o délce 300 mm, ze které byly vypracovány po vychlazení na vzduchu mechanickým obráběním metalografické výbrusy pro mikroskopické zkoumání čistoty oceli.

Délka sulfidů činila 0,065 mm, délka silikátů 0,038 mm, délka oxidů 0,11 mm, plocha karbonitridů řádkových činila 0,30 % zkoumané plochy metalografického výbrusu. Takto vyhodnocená ocel vyhovuje požadavku na svařitelnost a byla určena pro výrobu trub o průměru 194 mm, tloušřky 9 mm, které byly svařovány. Svařitelnost při různých způsobech svařování byla velmi dobrá při zachování dobrých mechanických vlastností materiálu.

Pro urychlení a zjednosušenl způsobu dle vynálezu lze čistotu oceli vyhodnocovat pomocí srovnávací metody ASTM E - 45 metodou A, přičemž pro sulfidy je přípustný maximálně stupeň 3, pro silikáty a oxidy maximálně stupeň 3,5. Dále nutno současně vyhodnotit čistotu oceli na obsah karbonitridů podle GOST 1 778 - 70, pro které je přípustný maximálně stupeň 3.

Způsob dle vynálezu je vhodný zejména pro austenitické oceli k přesnému určení jejich dalšího použití, zda budou použity pro výrobky, které se budou svařovat či nikoliv. Využití vynálezu je vhodné ve zkušebnách ocelového materiálu v metalurgických závodech.

Claims

PŘED 11 E T VYNÁLEZU

Způsob vyhodnocování svařitelnost! austenitických ocelí zejména o hmotnostním složení 0,05 až 0,10 % uhlíku, stopy až 1,5 % manganu, stopy až 1,0 % křemíku, stopy až 0,035 % fosforu, stopy až 0,015 % síry, 20,0 až 23,0 % chrómu, 31,0 až 35,0 % niklu, 0,2 až 0,6 % titanu, 0,2 až 0,6 % hliníku, stopy až 0,75 % mědi, 0,001 až 0,006 % vápníku, 0,000 5 až

0,002 5 % hořčíku a stopy až 0,020 % dusíku, vyznačený tím, že z téže tavby se vyrobí referentní 2 ingoty o středním příčném průřezu 700 až 1 600 cm , které se tváří za teploty 1 120 až

900 °C na tyče o průřezu 30 až 300 cm², z nich se zhotoví metalografické vzorky k mikroskopickému měření velikosti vměstků a po změření velikosti vměstků se ocel určí ke svařování v případě, když délka sulfidových vměstků činí nejvíce 0,08 mm, délka silikátových vměstků nejvíce 0,05 mm, délka oxidických vměstků nejvíce 0,16 mm a když plocha karbonitridových řádkových vměstků činí nejvíce 0,5 % pozorované plochy vzorku o velikosti 0,502 65 mm .