Перлитные стали для литых деталей турбин и арматуры паропроводов

Как видно, в толстых частях отливки прочностные свойства стали несколько ниже, а в тонких значительно выше требований технических условий. Такое различие в прочностных свойствах взывается неблагоприятными условиями кристаллизации ста- ли в массивных частях отливки и значительно меньшими скоростями их охлаждения в процессе нормализации отливки: средняя скорость охлаждения массивного фланца литого корпуса не превышала 75°С/час вместо рекомендуемой скорости охлаждения 100—150°С/час. Преобладающей структурой в частях отливки, охлажденных со скоростью до 75°С/час, является феррит. В более тонких частях отливки, скорость охлаждения которых превышает 250°С/час, преобладающей структурой является промежуточная. Поэтому сталь в тонких частях отливки может иметь более низкие пластические свойства, чем требуются по техническим условиям.

Анализ статистических данных, полученных при исследовании стали 20ХМФЛ в ЦНИИТМАШ и на различных заводах, свидетельствует о высоком уровне механических свойств стали и стабильности этих свойств при температуре до 540—550 °С. Механические свойства металла отливок в термически обработанном состоянии (гомогенизация, нормализация, отпуск).

При более высоких температурах сталь 20ХМФЛ весьма заметно разупрочняется.

Ударная вязкость стали 20ХМФЛ при 20 °С характеризуется значительным разбросом результатов испытаний, который уменьшается при повышении температуры испытания. Закономерное сужение области разброса значений ударной вязкости с температурой испытания 50°С свидетельствует о том, что порог хладноломкости стали 20ХМФЛ распространяется до темпера- 44 тур, превышающих комнатную. Поэтому по техническим условиям допускается повторное испытание стали 20ХМФЛ на ударную вязкость при температурах 50—80 °С, т. е. выше температуры порога хладноломкости. Длительное старение при высоких температурах не вызывает значительного снижения ударной вязкости, что указывает на незначительную чувствительность стали к тепловой хрупкости, на стабильность ее структуры и, следовательно, свойств.

Механические свойства стали 20ХМФЛ после длительной изотермической выдержки при 550 и 600 °С сохраняются на высоком уровне, наблюдается незначительное охрупчивание и разупрочнение стали.

Основными критериями жаропрочности стали являются предел длительной прочности и предел ползучести при заданной скорости. Результаты испытаний стали 20ХМФЛ на сопротивление ползучести и длительную прочность.

Анализ приведенных данных позволяет сделать вывод о высоком уровне их, отвечающем требованиям конструкторов. Наблюдаемое уменьшение пластичности стали с повышением температуры и увеличением длительности испытания не выходит за пределы норм, допускаемых условиями эксплуатации, и характерно для литых сталей этого класса.

Для сварки стали 20ХМФЛ применяются электроды марки ЦЛ-20. В качестве стержня используется сварочная проволока марки Св-08А. Наплавленный металл несколько отличается по химическому составу от стали 20ХМФЛ и содержит: 0,10— 0.18% С, 0,1"7—0,35%' Si, 0,65% Мп, 0,80—1,2% Сг, 0,40-0,60% Мо, 0,18% V, 0,027% Р, < 0,018% S.

Согласно технологии, сварку стали 20ХМФЛ, как и многих легированных сталей перлитного класса, осуществляют при предварительном подогреве не ниже 270—300°С; отпуск сварных соединений осуществляется по режиму: нагрев до 690— 710 °С, выдержка 5 час.