Assessment of the possibility of resistance butt welding of pipes made of heat-resistant steel 0.15C-5Cr-Mo

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 26 № 3 2024 79 ТЕХНОЛОГИЯ Оценка возможности контактно-стыковой сварки оплавлением труб из теплоустойчивой стали 15Х5М Юлия Карлина 1, a, *, Владимир Конюхов 2, b, Татьяна Опарина 2, c 1 Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет, Ярославское шоссе, 26, г. Москва, 129337, Россия 2 Иркутский национальный исследовательский технический университет, ул. Лермонтова, 83, г. Иркутск, 664074, Россия a https://orcid.org/0000-0001-6519-561X, jul.karlina@gmail.com; b https://orcid.org/0000-0001-9137-9404, konyukhov_vyu@mail.ru; c https://orcid.org/0000-0002-9062-6554, martusina2@yandex.ru Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты). 2024 Том 26 № 3 с. 79–93 ISSN: 1994-6309 (print) / 2541-819X (online) DOI: 10.17212/1994-6309-2024-26.3-79-93 Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты) Сайт журнала: http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov ИНФОРМАЦИЯ О СТАТЬЕ УДК 622.691 История статьи: Поступила: 09 июня 2024 Рецензирование: 17 июня 2024 Принята к печати: 28 июня 2024 Доступно онлайн: 15 сентября 2024 Ключевые слова: Послесварочная термообработка Отжиг для снятия напряжений Отпуск, нормализация, термообработка Сварное соединение Неоднородная микроструктура Твердость Свойства Контактно-стыковая сварка АННОТАЦИЯ Введение. Cr-Mo-стали используются при высоких температурах и давлениях, в том числе в критических компонентах современных сверхкритических и ультрасверхкритических тепловых электростанций. Благодаря уникальной способности выдерживать высокие температуры и давления эти стали также используются в критически важных компонентах ядерных реакторов на быстрых нейтронах. Неоднородность микроструктуры и механических свойств по всему сварному соединению является решающим фактором, приводящим к снижению его работоспособности и преждевременному выходу из строя. Послесварочная термообработка является основным методом улучшения механических свойств. Однако механизм эволюции механических свойств, связанных с неоднородной микроструктурой, после термообработки остается неясным, что затрудняет проектирование процесса термообработки и комплексную оценку его эффекта. Цель работы: провести оценку возможности контактно-стыкового способа сварки труб из стали 15Х5М, подобрать технологические параметры при контактно-стыковой сварке труб с получением высоких показателей механических свойств. Методы исследования. Эксперименты выполнялись на контактно-стыковой машине МСО-201Н. Были проведены механические испытания на статистическое растяжение, анализ химического состава и металлографические исследования. Результаты и обсуждение. Технологические параметры контактно-стыковой сварки оплавлением труб, изменяемые в ходе наших исследований, показывают, что давление осадки и припуск на искрение влияют на конечные прочностные свойства сварного стыка. По результатам металлографических исследований можно отметить особенности эволюции микроструктуры. Заметное снижение содержания первичного огрубевшего феррита наблюдается в структуре сварного шва после отпускной термообработки. Применение послесварочной термообработки позволило уменьшить твердость в сварном стыке до уровня нормативных требований. Представленные результаты. Влияние термообработки на механические свойства анализируется на основе сравнения режимов термообработки отпуска для снятия напряжений и нормализации с отпуском с точки зрения повышения механических свойств при испытаниях на растяжение. Результаты показывают, что после отпускной термообработки эволюция механических свойств в каждой подзоне сварного соединения является последовательной, т. е. твердость и прочность на разрыв уменьшаются, а ударная вязкость увеличивается. Примечательно, что наиболее существенное повышение вязкости наблюдается в зоне сварного шва, прежде всего за счет значительного уменьшения присутствия доэвтектоидного феррита. Для цитирования: Карлина Ю.И, Конюхов В.Ю., Опарина Т.А. Оценка возможности контактно-стыковой сварки оплавлением труб из теплоустойчивой стали 15Х5М // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2024. – Т. 26, № 3. – С. 79–93. – DOI: 10.17212/1994-6309-2024-26.3-79-93. ______ *Адрес для переписки Карлина Юлия Игоревна, к.т.н., научный сотрудник Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет, Ярославское шоссе, 26, 129337, г. Москва, Россия Тел.: +7 914 879-85-05, e-mail: jul.karlina@gmail.com Введение Для эксплуатации электростанции при повышенной температуре и давлении существенно возрастает потребность в материале с высокой длительной прочностью, высокой теплопроводностью и высокой коррозионной стойкостью [1–8]. Многочисленные важные компоненты теплоэлектростанций, например паропроводы, котлы, теплообменники и другие, работают при повышенных температурах и высоких давлениях. Следовательно, эти компоненты должны быть устойчивы к ползучести и коррозии на протяжении всего срока службы 30–40 лет. За последние полвека рабочая температура пара

RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1