Характеристика сталі 30Х13

Загальні відомості: Сталь 30Х13(ЭЖ-3) – це корозійностійка середньовуглецева високолегована сталь мартенситного класу. Дана сталь є жаростійкою сталлю. Стара назва–3Х13. Аналог – AISI 420. Замінник – сталь 40Х13.

Призначення: Застосовується в тих випадках, коли необхідне поєднання високої міцності і високої корозійної стійкості.Сталь 30Х13 застосовується для виготовлення різального та вимірювального інструмента, пружин, карбюраторних голок, штоків поршневих компресорів, деталей внутрішніх пристроїв апаратів і різних деталей, що працюють на знос у слабоагресивних середовищах до 450°С[1]. Також вона використовується для виготовлення технологічного устаткування, яке застосовується на різних етапах харчового виробництва (миття та гігієнічна обробка сировини, подрібнення, розділення та сортування продукції, змішування, теплова обробка).

Вид поставки: Сортовий прокат, в тому числі фасонний: ГОСТ 5949-75, ГОСТ 2590-2006, ГОСТ 2591-2006, ГОСТ 2879-2006.Калібрований пруток:ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 7417-75.Шліфований пруток і сріблянка: ГОСТ 14955-77, ГОСТ 18907-73.Лист тонкий: ГОСТ 5582-75. Стрічка ГОСТ 4986-79. Полоса ГОСТ 4405-75 , ГОСТ 103-2006. Дріт: ГОСТ 18143-72.Поковки и ковані заготовки:ГОСТ 1133-71, ГОСТ 25054-81[2].

Хімічний склад: Хімічний склад сталі 30Х13 представлений у табл.1[1]. Її зарубіжні аналоги, фізичні, механічні, технологічні та інші властивості представлені в таблицях 1–9 [1,4].

Проаналізувавши фізичні властивості даної сталі, можна зробити висновок, що вона має менші теплопровідність та коефіцієнт лінійного розширення в порівнянні з вуглецевою сталлю.

Структура: Згідно з літературними даними [5], дана сталь має мартенситну структуру. Але її можна визначити також за діаграмою Шефлера, підрахувавши нікелевий та хромовий еквівалент[6]:    

З даної діаграми ми бачимо, структурою сталі є А+М. Залишковий аустеніт присутній через високий вміст нікелю, який є сильним аустенізатором. Але слід враховувати той факт, що при розрахунках нікелевого та хромового еквівалентів брався максимально можливий вміст легуючих елементів, а також те, що високої точності діаграма Шефлера не забезпечує, так само як і будь-яка інша діаграма, що виходить лише з хімічного складу сталі. Вважається, що середня похибка розрахованого за діаграмою Шефлера фазового складу металу складає ± 4%[6].

Схема легування: Проаналізуємо хімічний склад сталі 30Х13. Дана сталь має в своєму складі 12–14% хрому. Саме такий за величиною вміст хрому надає сталі корозійностійких властивостей. Розглянемо детально механізм отримання антикорозійних властивостей.

Хром в діапазоні від температури плавлення до низьких температур має об’ємноцентровану кубічну гратку, ізоморфну α-залізу. В зв’язку з цим, легування заліза хромом звужує область γ-розчинів. Діаграма стану Fe–Crприведена на рис.2[4].

За впливом хрому на розташування γ-області на діаграмі стану сплавів Fe–Cr, а також хромистих сталей, що містять в собі вуглець, умовно можна виділити наступні групи сталей:

1) сталі з γ ⇆ α перетвореннями;

2) сталі без γ ⇆ α перетворень;

3) сталі з частковим перетворенням.

При наявності в розчині близько 18 атомів Cr(≈12%Cr за масою) поверхнева плівка, яка виникає при окисненні поверхні, призводить до її пасивації. Сталь стає корозійностійкою при невисоких температурах. Для забезпечення окалиностійкості при більш високих температурах (800–1100°С) відносна масова частка хрому повинна бути збільшена (приблизно до 30%). Для забезпечення корозійної стійкості до різних агресивних середовищ концентрація хрому в сталях може бути різною. Хром в порівнянні з киснем,має більшу спорідненість до Fe, і утворює оксид Cr₂O₃ з високою температурю плавлення.Хром також має більшу спорідненість до вуглецю, в порівнянні із залізом, і таким чином, являється карбідоутворюючим елементом. Він може входити до складу карбідів типу (Fe,Cr)₃C, але також утворює карбіди типів Cr₇C₃ і Cr₂₃C₆, іноді з частковою заміною атомів хрому іншими елементами, наприклад, (Fe,Cr)₂₃C₆. Карбіди хрому є більш термічно стійкі, чим карбіди заліза; вони розчинюються повільніше і при більш високих температурах. В зв’язку з цим, для гомогенізації твердих розчинів Fe–Cr–Cпотрібна більш висока температура і більш висока витримка.

Температурна область існування γ-розчинів в хромистих сталях змінюється залежно від вмісту в них хрому і вуглецю, хоча вона залежить і від вмісту в сплаві других елементів, але меншою мірою.

Хром в сталях в зв’язку із сповільненням процесів розпаду γ ⇆ α значно знижує критичні швидкості охолодження. Тому мартенсит в хромистих сталях можна отримати шляхом бездифузійного перетворення аустеніту, при вмісті вуглецю, значно меншому, ніж в нелегованих вуглецевих сталях. При більш високому вмісті хрому (див.рис.3) стійкість аустеніту настільки висока, що навіть при температурі найменшої його стійкості (≈700°С) для його розпаду потрібно близько 300 с. При безперервному охолодженні ( в умовах зварювання) навіть невеликі швидкості охолодження (близько 0,2°С/с) в області температур 800-650°С призводять до отримання мартенситної структури. Оптимальні механічні властивості, тобто висока міцність при достатньо високій пластичності, досягається для таких хромистих сталей після подвійної термічної обробки – загартування та високого відпуску.

Розглянемо вплив вищеназваних елементів – хрому та вуглецю, а також решти легуючих елементів на властивості сталі 30Х13.

Вплив вуглецю. Вуглець є сильнодіючим аустенізатором (діє в 30 разів сильніше, ніж нікель). Це основний легуючий аустенітоутворюючий елемент. Із збільшенням кількості вуглецю в певних межах помітно підвищується міцність сталі, в певній мірі збільшується твердість , а відносне подовження і звуження майже не змінюються.

Вуглець активно з’єднується з залізом і хромом, утворюючи карбіди. Випадення карбідів хрому по межах зерен аустеніту викликає міжкристалітну корозію.

Встановлено, що 1% вуглецю в хромистій сталі зв’язує в карбіди 16% хрому. При випаденні карбіду з твердого розчину така ж кількість хрому віднімається від основної структури твердого розчину. В нержавіючих сталях міститься практично не більше 0,3% вуглецю. Але якщо навіть така кількість вуглецю виділиться у формі карбідів, в сталі з 14% –м вмістом хрому в основі структури залишиться тільки 9% хрому, а 5% буде витрачено. Сталь з таким вмістом хрому (9%) вже не є нержавіючою.

Вплив хрому. Хоча хром є феритизатором, в присутності нікелю і вуглецю він сприяє утворенню аустенітної структури. Внаслідок цього в сплавах,що містять хром, аустенітна структура утворюється навіть при невисокому вмісті нікелю.

При вмісті більше 12% хром надає сталі високі антикорозійні властивості. Із збільшенням кількості хрому в сталі підвищуються її міцність і корозійна стійкість, але при вмісті його більше 20% помітно знижується пластичність. Негативний вплив хрому зменшують шляхом введення аустенітизаторів. Сталь з підвищеним вмістом хрому і нікелю (порівняно зі сталлю типу 18–8), має більш високу стійкість окисленню і більшу стійкість проти корозії при роботі в агресивних середовищах.

Вплив кремнію. У розчиненому в залізі станіпідвищує пружні та міцністні властивості при деякому зниженні пластичності, та звужує область Fe_γ, сприяючи розпаду аустеніту. В умовах зварювання легко окислюється; при вмісті в сталі 1% и більше дає тугоплавкий та в’язкий шлак; збільшує усадку сталі і цим самим зумовлює утворення тріщин в швах. Карбідів не утворює. Жароміцності сталі не підвищує, проте сприятливо впливає на окалиностійкість, не поступаючись в цьому відношенні впливу хрому і алюмінію. В даній сталі кремній запобігає окисненню хрому.

Вплив марганцю. Марганець вважається технологічною домішкою, якщо його вміст не перевищує 0,8%. Марганець пов’язує сірку в з’єднання MnS, перешкоджаючи утворенню шкідливого з’єднання FeS, цим самим розкислюючи сталь. Він покращує властивості сталі, підвищує її міцність, пластичність і сприяє утворенню аустенітної структури. Однак марганець менш сильний аустенізатор, ніж нікель (приблизно в два рази слабший).

При високому вмісті марганцю сталь набуває виключно велику твердість і зносостійкість.

Вплив нікелю. Із збільшенням вмісту нікелю зазвичай підвищуються пластичні властивості сталі. Викликаючи аустенітизацію зварних швів, нікель знижує стійкість швів проти міжкристалітної корозії, особливо при відсутності в сталі титану або ніобію.

Вплив міді. Мідь міститься в сталях як домішка (в кількості до 0,3% включно. Вона підвищує корозійні властивості сталі, не погіршуючи зварюваності.

Вплив титану. Титан являється ефективним феритизатором, але він вводиться в сталь в основному, як активний карбідоутворювач, який запобігає випаденню карбідів хрому в області «небезпечних» температур. Кількість цього елементу повинна бути незначною, оскільки він знижує пластичність сталі.

Дія карбідоутворювачів типу титану за своєю сутністю зводиться до зв’язування вуглецю у стійкі карбіди і зниженні його рухливості. Утворені при цьому карбіди зможуть перейти в твердий розчин лише при дуже високих температурах, близьких до температури плавлення сталі, або при досить тривалому нагріванні. Це справедливо за умови, якщо він зв’язує в карбіди весь вуглець. В практиці відомі випадки, коли сталь, яка містить титан, схильна до міжкристалітної корозії. В таких випадках (при певних умовах) не весь вуглець з’єднується з титаном, частина його з’єднується з хромом.

Титан також подрібнює структуру і підвищує стійкість сталі проти гарячих тріщин.

Вплив сірки. Сірка є шкідливою домішкою з точки зору зварюваності. Вона знаходиться в сталі головним чином у вигляді FeS. Це з’єднання зумовлює красноламкість. Сірка зменшує зносостійкість сталі, знижує опір до стомлення і зменшує корозійну стійкість.

Збільшення крихкості сталі при підвищеному вмісті сірки використовується для поліпшення оброблюваності на верстатах, завдяки чому підвищується продуктивність при її обробці.

Вплив фосфору. Фосфор також є шкідливою домішкою. Але його дія проявляється більш інтенсивно, чим сірки. Фосфор утворює із залізом з’єднання Fe₃P, яке розчиняється в залізі. Кристали цієї хімічної сполуки дуже крихкі. Зазвичай вони розташовуються по границях зерен сталі, різко послаблюючи зв’язок між ними, внаслідок чого сталь набуває дуже високої крихкості в холодному стані (холодноламкість). Особливо позначається негативний вплив фосфору при високому вмісті вуглецю. Фосфор покращує оброблюваність сталі, так як сприяє кращому відділенню стружки.[7]

Термічна обробка: Сталь марки 30Х13 має найкращу корозійну стійкість після загартування з температури, яка забезпечує повне розчинення карбідів. Підвищення температури відпуску супроводжується зниженням її стійкості до загальної корозії. Причиною зниження її корозійної стійкості є збіднення твердого α–розчину за хромом, внаслідок виділення його карбідів. Зниження корозійної стійкості спостерігається при відпуску до 600°С, потім відбувається деяке її збільшення. Однак, корозійна стійкість не досягає рівня, який вона має в загартованому та низько відпущеному стані.

Таким чином, сталь 30Х13 доцільно використовувати або після низькотемпературного відпуску при 200–400°С(з ціллю отримання високої твердості та корозійної стійкості), або після високого відпуску при 600–650°С з метою отримання конструкційного матеріалу[8].

2. Здатність до зварювання сталі 30Х13

Здатність до зварювання – це технологічна властивість матеріалів утворювати в процесі зварювання з’єднання, які відповідають конструктивним і експлуатаційним вимогам до них. Як правило, конструктивні та експлуатаційні вимоги, що пред’являються до зварних з’єднань, визначаються властивостями використовуваних матеріалів, тому часто під здатністю до зварювання розуміють здатність матеріалів утворювати в процесі зварювання з’єднання, що не поступаються за своїми властивостями властивостям зварюваних матеріалів. У загальному випадку здатність матеріалу до зварювання – комплексна властивість, і вона тим вище, чим простіше технологія зварювання, чим більша кількість способів зварювання може бути використано для з’єднання матеріалу, чим ширше область параметрів режимі, що забезпечують задані вимоги до властивостей з’єднання, чим ширше номенклатура виробів, для яких можуть бути використані зварні з’єднання з даного матеріалу.

Як і будь-яка комплексна властивість, здатність матеріалу до зварювання визначається складом і фізичними властивостями матеріалу. До факторів, які найбільш впливають на зварюваність, слід віднести:

–     хімічний склад матеріалу, який визначає його температурний інтервал кристалізації, фазовий склад, фазові та структурні перетворення на етапі нагрівання і охолодження;

–     теплофізичні властивості, які визначають область і ступінь завершеності процесів перетворень, що проходять в матеріалах під впливом зварювального циклу;

–     механічні властивості, які визначають здатність матеріалу сприймати механічні дії (напруження) без руйнування, які виникають за рахунок нерівномірності нагрівання і охолодження, жорсткості конструкцій та інших;

–     спеціальні фізико-хімічні властивості, які визначають активність фізико-хімічних реакцій, що протікають в зварювальній ванні і зоні термічного впливу.

У загальному плані матеріалів, які не зварюються – не існує, однак чим гірше зварюваність матеріалу, тим складніша технологія зварювання, тим більше заходів необхідно застосовувати для отримання якісного зварного з’єднання.

При розробці технології зварювання конкретної конструкції необхідно враховувати як властивості матеріалу, так і ті зміни, які можуть відбуватися при зварюванні в металі зварного з’єднання. У свою чергу, ці зміни визначаються технологічними параметрами обраного способу зварювання (концентрацією джерела нагрівання, швидкістю зварювання та ін.); складом і температурою навколишнього середовища; складом використовуваних при зварюванні матеріалів – флюсів, присадного дроту, захисних та інертних газів; характером підготовки деталей під зварювання (обробкою крайок, підготовкою поверхні та ін.); конструкцією виробу (його жорсткістю, наявністю залишкових напружень, концентраторів і т. д.); просторовим положенням здійснюваного процесу зварювання. Особливо важливо враховувати перераховані технологічні чинники у зв’язку з тим , що зварювальний процес має суттєві особливості, що зумовлює більш суттєвий вплив перелічених факторів на властивості зварних з’єднань, на відміну від випадку використання інших технологічних процесів для виготовлення виробів чи деталей[9].

Беручи до уваги специфічні властивості даної сталі, розглянемо проблеми, які можуть виникнути при її зварюванні.

Проблеми, які виникають при зварювання сталі 30Х13

Міжкристалітна корозія

При нагріванні даної сталі до температури 400–900°С хром вступає в хімічну сполуку з вуглецем, утворюючи карбіди хрому, що виділяються по межах зерен, і цим самим лишає сталь її найважливішої властивості – опірності корозії. При наявності в структурі сталі карбідів хрому корозія виникає не тільки на поверхні, але і в товщині металу, в місцях розташування карбідів хрому. Така корозія називається міжкристалітною і є дуже небезпечною, оскільки знижує міцність і надає металу крихкість. Чим вищий вміст вуглецю в хромистій сталі, тим легше виділяються карбіди хрому в металі зварного шва і навколошовній зоні, які нагріваються при зварюванні до зазначених вище температур. Ця властивість створює основне затруднення при її зварюванні. Усунення цього недоліку досягається шляхом легування її титаном або ніобієм, які зв’язують вуглець у стійкі карбіди. При зварюванні сталей, що не містять титану або ніобію, усунення схильності зварних з’єднань до міжкристалітної корозії досягається термообробкою (стабілізуючий відпал при 700–780°С, яка відновлює стабільний стан міжзеренної структури. При нагріві під температуру загартування карбіди розчиняються, і при швидкому охолодженні вуглець фіксується в твердому розчині(аустеніті). Однак, повторне нагрівання може знову спровокувати міжкристалітну корозію шва. При стабілізуючому відпалі проходить більш повне випадення карбідів і вирівнювання концентрації хрому по об’єму зерна. Але практичне використання термічної обробки іноді буває утрудненим.

Попередження вірогідності утворення ножевої корозії забезпечується такими прийомами, які знижують перегрів металу в навколошовній зоні (зварювання короткою дугою, прискорене охолодження та ін.).

Для зменшення загальної корозії, коли метал хімічно розчинюється в агресивному середовищі, потрібно використовувати таку техніку зварювання, при якій забезпечується ідентичність хімічного складу шва та основного металу.

Також запобігти МКК можна шляхом отримання аустенітно-феритної структури із вмістом фериту до 20–25%[11].

Холодні тріщини

Крім перечисленого вище, хром надає сталі здатність до самозагартовування, через що зварний шов і сусідні з ним ділянки стають твердими і крихкими при охолодженні після зварювання навіть на повітрі. Загартування викликає внутрішні напруження, які сприяють утворенню тріщин в металі. Поряд з цим хромисті сталі в 1,5–2 рази гірше проводять тепло, ніж звичайна низьковуглецева сталь, і тому мають підвищену схильність до короблення при зварюванні. Хром легко окислюється, утворюючи тугоплавкі шлаки, що також ускладнює зварювання.

Мартенситне перетворення в даній сталі має дві особливості, які негативно впливають на утворення холодних тріщин при її зварюванні. При охолодженні сталей з температури, при якій вона має аустенітну структуру (повністю або частково) мартенситний розпад відбувається в широкому інтервалі швидкостей охолодження, що обумовлює обов’язкове утворення в ЗТВ повністю мартенситної структури, іноді навіть з деякою кількістю аустеніту (за умови підвищеного вмісту вуглецю, легування нікелем) або фериту (низький вміст вуглецю, легування феритоутворюючими елементами).

Друга особливість мартенситного перетворення, яка обумовлює підвищену схильність до утворення холодних тріщин у ЗТВ , полягає в тому, що мартенситний розпад відбувається при низькій температурі (≈150°С), що виключає протікання процесів самовідпуску. Утворений в таких умовах мартенсит має підвищені рівень мікронапружень і щільність дислокацій, які стають заблокованими, тому він має підвищену крихкість.

Є ще одна особливість сталей мартенситного класу, яка ускладнює технологічні умови зварювання. У зв’язку з тим, що мартенситні сталі покращуються термічно, і використовуються після загартування і високого відпустку, ділянки ЗТВ які нагріваються при зварюванні до температури, близької до А_С1, знеміцнюються. Таке знеміцнення не може бути ліквідовано в процесі відпустку після зварювання і вимагає складної термообробки – нормалізації з відпуском. Однак не у всіх випадках знеміцнення є неприпустимим. Так само як і при зварюванні термічно поліпшених вуглецевих і низьколегованих сталей, при певних розмірах знеміцненої зони, воно може не позначитися на агрегатній міцності у зв’язку з ефектом контактного зміцнення.

На ступінь знеміцнення ділянок ЗТВ при зварюванні термічно поліпшених мартенситних сталей позначається температура відпуску, якому після загартування піддавався зварюваний метал.

Оскільки для цієї сталі застосовують різні відпуски(низький,середній та високий) залежно від необхідної твердості, міцності і ударної в’язкості, для зварних виробів слід вибирати сталь після найбільш високого відпуску, так як в цьому випадку знеміцнення зони ЗТВ буде найменшим.

Хоча хромисті сталі можна зварювати різними способами, загальною умовою є використання технології з найменш інтенсивним тепловим впливом зварювального джерела теплоти на ділянки ЗТВ. При зварюванні мартенситних сталей це зменшує розмір мартенситної зони. Низька теплопровідність хромистих сталей і підвищений градієнт температур в ЗТВ являються несприятливими факторами. Щоб зменшити температурний градієнт в ЗТВ, який може бути особливо помітним при зварюванні з малим тепловкладеннями, хромисті сталі перед зварюванням необхідно підігрівати. Температура підігріву хромистих сталей перед зварюванням для різних сталей повинна бути різною. При зварюванні мартенситних сталей з метою зменшення небезпеки виникнення холодних тріщин підігрів повинен бути високим (≈ до 360°С). Такий підігрів зменшує швидкість охолодження після зварювання, знижує рівень зварювальних напружень і сприяє протіканню мартенситного розпаду в більш сприятливих умовах. Однак цього заходу при зварюванні мартенситних високохромистих сталей може виявитися недостатньо для запобігання утворення холодних тріщин. Внаслідок зазначених раніше особливостей мартенситного перетворення холодні тріщини в цих сталях можуть виникати відразу ж після зварювання або навіть в процесі охолодження. Щоб запобігти їх появі, охолодження після зварювання слід затримати на рівні температури мартенситного перетворення 100–150 °С і витримати при цій температурі певний час, визначений складом сталі, насамперед вмістом в ній вуглецю і масою (товщиною) виробу, що зварюється. У цьому випадку мартенситне перетворення протікає в більш сприятливих умовах, мартенсит виявляється менш крихким і зменшується кількість залишкового аустеніту. Зменшення кількості залишкового аустеніту при такому режимі охолодження може дещо знизити ударну в’язкість металу в ЗТВ після зварювання.

Всі зварні з’єднання мартенситних сталей після зварювання обов’язково піддають високому відпуску для зняття напружень, розпаду мартенситу і загального підвищення ударної в’язкості. Наявність перед відпуском залишкового аустеніту може призвести до його розпаду при відпуску та зниження ударної в’язкості. Відпуск зварних з’єднань високохромистих сталей призначають до температури 680–760°С в залежності від складу зварюваної сталі та металу шва: нижча температура – для сталей без додаткового легування карбідоутворюючими елементами, більш висока – для сталей із значними кількостями молібдену, вольфраму, ванадію [10].

Література [11] пропонує наступні методи боротьби з тріщинами: «Утворенню тріщин можна запобігти шляхом використання попереднього та супутнього підігріву до 200–450°С, зниженням вмісту водню в металі і використанням наступного високого відпуску. Для отримання високої міцності зварного з’єднання до і під час зварювання його піддають підігріву. При неможливості виконати підігрів, або навіть при його наявності після зварювання проводиться відповідна термічна обробка. При відсутності по певним причинам підігріву і наступної термообробки використовують зварювальні матеріали, які дають метал шва з аустенітною структурою».

Пори

Насичення металу шва воднем може призвести до утворення пор в зварному шві. Для попередження цього необхідно запобігати попаданню вологи і забруднень на зварювані крайки і видаляти вологу із газів, флюсів і покриття електродів. Електроди та флюси прожарюють при 450°С протягом 2 год. не раніше,чим за 2-3 год. до зварювання. Доцільне також використання постійного струму зворотної полярності, фторидних флюсів та електродів з фтористо-кальцієвим покриттям.

В проаналізованій літературі інформація про те, що в даній сталі можуть виникати гарячі тріщини, відсутня.

Внаслідок вказаних вище причин сталь 30Х13 відносяться до групи обмежено зварюваних і вимагає особливих прийомів зварювання.

3.Технологія зварювання

Дана сталь зварюється наступними способами зварювання: газовим, ручним дуговим покритим електродом, дуговим під флюсом, в захисних газах плавким та неплавким електродами, електрошлаковим зварюванням [11].Деякий об’єм зварювальних робіт виконують з використанням контактного зварювання. В останні роки використовується також лазерне зварювання, а для відповідальних конструкцій і електронно-променеве зварювання.

Але ці дані являються дещо застарілими. Змінюються технології, обладнання, і старі підходи до вибору тих чи інших способів зварювання стають недоцільними. Компанія “Goodner” рекомендує підбирати спосіб зварювання аналога цієї сталі AISI 420 згідно наступної схеми [12]:

Характерні для високолегованої сталі 30Х13 теплофізичні властивості визначають наступні особливості її зварювання:

–     високий питомий електроопір в порівнянні з вуглецевими сталями потребує використання зменшених вильотів електродного дроту при механізованих способах зварювання, укорочених електродів і меншої щільності зварювального струму при ручному дуговому зварюванні;

–     знижена теплопровідність збільшує глибину проплавлення і короблення виробів. Для зниження короблення слід використовувати способи, режими та техніку зварювання, що забезпечують максимальну концентрацію теплової енергії;

–     для зменшення угару легуючих елементів, таких як титан, хром та кремній, ручне дугове зварювання слід виконувати короткою дугою без поперечних коливань, а при зварюванні в захисних газах використовувати заходи, що попереджують засмоктування повітря в зону зварювання;

–     залишки шлаку на поверхні і пошкодження основного металу в результаті потрапляння бризок, збудження дуги, підгару від підводного кабелю, погано заварених кратерів і т.д. може призвести до появи корозії. Потрібно уникати подібних дефектів;

–     непровари в кінці шва, який контактує з агресивним середовищем, може бути осередком корозії, що не допустимо при виготовленні корозійностійкого обладнання. Тому при використанні для підготовки крайок киснево-флюсового і плазмового різання необхідно ретельно слідкувати за видаленням гроту в місцях різання. Зона нагрівання, яка утворюється при цих способах підготовки (в тому числі при використанні шліфувальних кругів), може знизити корозійну стійкість зварного з’єднання. З погляду навуглецювання крайок повітряно-дугове різання для підготовки та видалення дефектів зварного шва недопустиме;

–     для попередження утворення різних видів корозії зварних з’єднань слід застосовувати міри для зменшення перегріву, при багатошаровому зварюванні перед наступним проходом дати можливість вихолонути зварному з’єднанню до температур навколишнього повітря;

–     високолеговані сталі використовуються для виробів, які працюють в різних умовах (корозійностійких, жароміцних і т.д.). Отже в цих випадках вимоги до зварного з’єднання різні, і значить, і технологія зварювання (зварювальні матеріали, режими зварювання та ін.) не будуть однаковими.

–     вибір способу зварювання, зварювальних матеріалів та режимів зварювання залежать від умов експлуатації виробів. Потрібно враховувати, що навіть після високого відпуску невеликі відхилення складу металу шва можуть призвести до зниження їх службових характеристик. При використанні аустенітного присадного матеріалу слід враховувати долю основного металу, що бере участь в утворенні шва, і значить, впливає на його структуру. Зварювальні матеріали для дугового зварювання високохромистих сталей рекомендується вибирати в залежності від умов експлуатації виробу. Для забезпечення жаростійкості та корозійної стійкості зварних з’єднань використовують такі зварювальні матеріали, що забезпечують в металі шва структуру, подібну до основного металу. Жароміцність зварного з’єднання на рівні основного металу забезпечується при складі зварного шва, ідентичному складу основного металу.

Метал зварних швів на сталях мартенситного класу під дією термічного циклу зварювання може загартовуватися з утворенням мартенситу. Це може призвести до утворення холодних тріщин. Тому їх зварюють двома варіантами.

• При зварюванні за першим варіантом використовують зварювальні матеріали, які забезпечують максимальну схожість металу шва з основним металом. Таке зварне з’єднання являється структурно однорідним і після відповідної термічної обробки має властивості, що наближені до властивостей основного металу. Для попередження високої вірогідності утворення холодних тріщин зварювання виконують з попереднім та супутнім підігрівом до 200–450°С. Температура підігрівання тим вище, чим вище в сталі вміст вуглецю, жорсткість вузлів і товщина металу. Зазвичай, не пізніше, чим через 2 години після зварювання слід провести високий відпуск при 700–860°С.
• При зварюванні в умовах, коли неможливо провести підігрів до зварювання, чи відпуск після зварювання, зварювання виконують за другим варіантом, який забезпечує хромонікелевий метал шва аустенітної чи аустенітно-феритної структури. В цьому випадку метал шва має високі пластичні властивості, але зварне з’єднання при цьому є структурно неоднорідним. Неоднорідність збільшується з плином часу, якщо виріб експлуатується при підвищених температурах. При цьому також не досягається рівноміцність зварного з’єднання.

Розглянемо особливості кожного із запропонованих вище способів зварювання.

Ручне дугове зварювання покритими електродом

При зварюванні цим способом використовують постійний струм зворотної полярності. Крайки підготовлюють і збирають так же,як і при зварюванні вуглецевих сталей. Вибір марки електроду залежить від марки зварюваної сталі і конкретних умов експлуатації конструкції. При зварюванні високолегованих сталей легування наплавленого металу відбувається за рахунок металу електродного стержня. Деяке його додаткове легування здійснюється введенням легуючих елементів в покриття електроду.

Зварювання виконують дротом із хромонікелевої сталі Св-02Х19Н9 і Св-Х25Н13 по ГОСТ 2246-60 з покриттям ЦЛ-2 або УОНИ-13/нж. Ці покриття дають рідкий шлак, що добре захищає зварювальну ванні, який розчинює оксиди хрому і розкислює метал шва [13].

Можна також використати електроди типу Э-10Х18Н2 [14] та АНВ-1, АНВ-2, ЦЛ-51[15]. При зварюванні цими електродами досягається рівноміцність металу зварних швів. Орієнтовні режими зварювання див. табл.11[11]:

Зварювання під флюсом

При виготовленні виробів з металів товщиною 5–50 мм цей спосіб зварювання являється провідним. Постійність глибини проплавлення по всій довжині шва, а значить і складу металу шва, відсутність кратерів, викликаних зміною електродів, і лускатості поверхні швів, їх сприятлива форма в порівнянні із РДЗ покритими електродами дають перевагу використанню цього способу для зварювання товстих стиків виробів. Але його використання утруднене при попередньому та супутньому підігріві і при зварюванні кільцевих стиків труб діаметром менше 250 мм. Підготовка, складання під зварювання і техніка зварювання мало чим відрізняються від тих же операцій при зварюванні низьковуглецевих сталей.

При інших ідентичних умовах через низьку температуру плавлення і теплопровідність для отримання однакової глибини проплавлення при зварюванні зварювальний струм повинен бути зменшений на 10-30%. Через підвищений електричний опір, виліт електродного дроту повинен бути зменшений в 1,5-2 рази в порівнянні із зварюванням низьковуглецевої сталі.

При використанні фторидних флюсів зварювання проводять на постійному струмі зворотної полярності, при використанні високо основних безфосфористих флюсів – на струмі прямої полярності.

Для автоматичного зварювання під флюсом широкого розповсюдження набули дроти аустенітного класу, які містять підвищений вміст хрому (до 25%) і нікелю (до 18%). При зварюванні дротами типу Св-07Х25Н13, Св-13Х25Н18, Св-08Х20Н9Г7Т забезпечується аустенітно-феритна структура шва, його висока пластичність та ударна в’язкість. Висока пластичність шва збільшує пластичність зварного з’єднання в цілому[15].

Особливості техніки зварювання під флюсом

Техніка зварювання (механізованого та автоматичного) під флюсом включає вміння керувати процесом зварювання, а також правильно використовувати особливості зварного з’єднання і властивості зварюваної сталі для одержанні високоякісного шва. При цьому необхідно: знати вплив режиму зварювання і типу з’єднання на формування шва, властивості і технологічні особливості зварювання сталі.

У автоматів з залежною подачею і дроту при збільшенні довжини дуги автоматично збільшиться швидкість подачі дроту. Якщо для зварювання використовується автомат з постійною швидкістю подачі дроту, то її потрібно збільшити. При використанні напівавтоматів зі ступінчатим регулюванням швидкості слід ретельно підбирати силу струму відповідно до вибраної швидкості подачі електрода.

Велике значення при зварюванні дротом діаметром 2–3 мм має виліт електрода. При великому вильоті внаслідок високого електричного опору дріт із нержавіючої сталі сильно нагрівається і нерівномірно плавиться. Дуга стає нестійкою, і в результаті отримуємо шов неоднаковий по ширині і висоті. Щоб забезпечити стійкість процесу і якісне формування шва, виліт електрода треба зменшити. Зазвичай виліт електрода при зварюванні аустенітним дротом діаметром 4-5 мм не повинен перевищувати 50 мм, при зварюванні дротом діаметром 2 – 25 мм.

Форма шва обумовлюється режимом зварювання. Вид підготовки крайок має незначний вплив на форму шва.

Із збільшенням сили струму при незмінній напрузі на дузі об’єм рідкої ванни і глибина проплавлення зростають. Умови дегазації ванни при цьому погіршуються. Ширина валика майже не змінюється, а його висота зростає.

Зі збільшенням діаметра електрода при незмінній силі струму глибина проплавлення зменшується, а валик стає ширшим.

Напруга дуги мало впливає на глибину проплавлення. Чим вище напруга, тим довше дуга, тим більше ширина валика і тим менше висота його підсилення. Нахил електрода кутом вперед сприяє зменшенню глибини проплавлення і збільшенню ширини шва. Це пояснюється тим, що дуга горить попереду електрода і під нею утворюється шар рідкого металу, який заважає проникненню дуги вглиб. При нахилі електроду кутом назад спостерігається зворотна залежність: глибина проплавлення зростає, а ширина шва зменшується. На глибину проплавлення впливає також полярність струму, при прямій полярності глибина проплавлення в середньому в 1,3 рази менше, ніж при зворотній. Заданий режим зварювання зазвичай перевіряють на зразках.

Автоматичним зварюванням під флюсом виконують переважно односторонні і двосторонні стикові шви, механізованим – кутові шви. Незалежно від типу зварного з’єднання перед виконанням зварювання слід ретельно перевірити величину зазору і зміщення, чистоту поверхні крайок, точність руху зварювальної головки по стику, ступінь притиску флюсової подушки або підкладної смуги. При виконанні односторонніх швів до якості провару кореня шва пред’являють підвищені вимоги. Непровар може слугувати осередком руйнування шва при експлуатації виробу, так як непровар є концентратором напружень і, крім того, зварне з’єднання з непроваром буде нерівноміцним з основним металом. Для стабільного провару крайок передбачають технологічні заходи. На мідній чи флюсомідній підкладці відповідальні вироби з нержавіючої сталі зварювати не рекомендується. Мідь, потрапляючи в шов, знижує його антикорозійні властивості. Між мідної підкладкою і поверхнею виробу важко створити щільне прилягання, особливо при зварюванні довгих швів. Якісно зварити на мідній підкладці вдається тільки при зазорі до 1 мм. Понад 1 мм – шлак і розплавлений метал підтікають під мідну підкладку, чим знижується якість шва. Якість формування шва в цьому випадку визначається рівномірністю зазору і ступенем притиску флюсової подушки чи підкладки. Притиск вважається задовільним, якщо на зворотному боці стику формується валик невеликого перерізу. Утворення ослабленого ззовні шва перша ознака поганого притиску флюсу. Притиск сталевої підкладки до зварюваних кромок здійснюється чеканкою підкладки після прихватки її до виробу. У тих випадках, коли чеканку виконати неможливо, а зазор неминучий, зварювання під флюсом рекомендується виконувати після попередньої проварювання кореня шва вручну.

Двостороннє зварювання менш продуктивне, ніж одностороннє, але не вимагає додаткових пристроїв для забезпечення якісного провару крайок. При накладенні першого шару (без косу крайок) не вимагається наскрізного проплавлення крайок. Іноді, виконуючи зварювання тонких листів, застосовують флюсові подушки. Високі вимоги до рівномірності притиску флюсу в цьому випадку не пред’являються[17].

Дугове зварювання в захисних газах

Зварювання в інертних газах відрізняється мінімальним вигоранням легуючих елементів, що важливо для зварювання високолегованих сталей. При зварюванні цими способами вірогідність зміни складу металу шва більш обмежена, чим при інших способах зварювання. Зміна складу металу шва можлива при виборі відповідної марки дроту, зміною долі участі основного та електродного металу в формуванні шва і використанні суміші газів, що містять в своєму складі хімічно активні гази. Зварювання в захисних газах можливе в різних просторових положеннях.

Зварювання плавким електродом виконують на постійному струмі зворотної полярності, а зварювання неплавким електродом – на постійному струмі прямо полярності.

Зварювання неплавким електродом

Зварювання неплавким електродом виконують переважно в інертних газах або їх сумішах, його доцільно використовувати для матеріалу товщиною до 5-7 мм. Якісне формування зворотного валика дозволяє використовувати неплавкі електроди для зварювання кореневих швів на сталях великих товщин. Зварювання можна виконувати безперервною або імпульсною дугою вручну, механізованим або автоматичним зварюванням.

В якості присадного матеріалу рекомендується використання такого ж дроту, як і для автоматичного зварювання (Св-02Х19Н9 і Св-Х25Н13)[14].

НИАТ рекомендує в якості захисного газу [16] використовувати суміш аргон +10% кисню з метою збільшення глибини проплавлення і зменшення вигорання легуючих елементів порівняно із зварюванням в чистому аргоні.

Примітка. Діаметр зварювального дроту 1,6-2,0 мм, струм постійний прямої полярності.

Особливості техніки ручного зварювання неплавким електродом

Процес зварювання в захисних газах помітно відрізняється від процесу зварювання під шлакової захистом. Зварювальна дуга тут відкрита і є можливість краще спостерігати за самим процесом.

Зміниться і характер поведінки металу зварювальної ванни, так як рухи рідкого металу вже не стиснуті в’язким шлаком. Швидкість охолодження рідкого металу збільшується внаслідок омивання ванни холодним захисним газом. Тому техніка виконання робіт сильно відрізняється від техніки ручного дугового зварювання та зварювання під флюсом.

Техніка ручного зварювання передбачає вміння володіти певними прийомами при виконанні зварювання, що забезпечують високу якість шва.

Дуга збуджується краще, якщо кінець вольфрамового електрода розігрітий і почався процес іонізації. Тому поряд з місцем зварювання укладають вугільну чи графітову пластину, на якій і збуджують дугу. При зварюванні труб в умовах монтажу графітну пластину кріплять в спеціальній струбцині або кліщах, які встановлюють на трубі. Після розігріву електрода на пластині дугу розривають, а електрод наближають до місця початку зварювання. Запалити дугу тепер можна без торкання до поверхні виробу. Після запалювання дугу збільшують до 1,5-2 мм.

Повністю позбавитися від графітової пластини можна застосуванням осцилятора. Але це ускладнює конструкцію пальника. Необхідно, щоб всі металеві деталі пальника були ретельно ізольовані від струмовідводу, а в місці кріплення електрода деталі корпусу повинні бути віддалені від нього па відстань не менше 5 мм. В іншому випадку дуга буде загоратися між електродом і корпусом пальника, а не між електродом і виробом.

У процесі освоєння техніки запалювання дуги осцилятором не слід зловживати підвищенням зварювального струму. На підвищеному струмі дуга збуджується легше, але і вірогідність попадання включень вольфраму в шов помітно зростає.

Найбільш якісно запалювання дуги без осцилятора здійснюється при поступовому наростанні величини зварювального струму. Наприклад, якщо заздалегідь встановити початкову величину струму 30 А і потім після запалювання дуги автоматично підвищувати струм до заданого значення 90 А, то випадки потрапляння вольфраму в шов будуть виключені. Хороші результати показує також і ступеневе зростання величини зварювального струму після підпалу дуги. Зростання на кожній ступені може становити від 5 до 30А. Чим більше заданий зварювальний струм, тим більше може бути рівень, тобто, коли робоча величина дорівнює 150А, раціонально таке ступеневе зростання струму: 30-35-45-60-90-120-150А.

Зварювання виконують ведуть справа наліво, на присадку. Пальник при зварюванні розташовують так, щоб добре проглядалася зварювальна ванна і формування шва. Якщо зварювання виконують без присадки або по укладеній на стик присадці, електрод слід тримати перпендикулярно до поверхні виробу або з невеликим нахилом від себе. Зазвичай пальник нахиляють від себе настільки, щоб було видно кінець вольфрамового електроду.

При зварюванні стикових з’єднань однакового перетину електрод розташовують симетрично щодо їх крайок. Зварюючи різні товщини, кінець електрода злегка направляють на деталь більшої товщини, щоб крайки нагрівалися від теплового дії дуги. При зварюванні кутових з’єднань деталей різної товщини електрод нахиляють настільки, щоб обидві зварювані кромки плавилися рівномірно. Інакше кажучи, зварник повинен вміти правильно розподіляти тепло, що випромінюється симетричним факелом дуги. Нахилом і зсувом електрода трохи вбік від стику можна домогтися різного теплонасичення зварюваних деталей.

 

Особливості техніки механізованого та автоматичного зварювання неплавким електродом в інертних газах

Техніка механізованого зварювання неплавким електродом аналогічна техніці ручного зварювання неплавким електродом з присадкою. Основна відмінність полягає в тому, що тут подача присадного дроту механізована і зварювальник не може впливати на зміну її кількості так точно, як він це робить при ручному зварюванні. Однак зміною швидкості руху пістолета і ретельним відпрацюванням техніки наплавлення валика (на пластині) з точним регулюванням швидкості подачі дроту залежно від сили струму і типу з’єднання можна досягти якісного формування валика, рівномірного по ширині і висоті.

При автоматичному зварюванні після включення захисного газу до запалювання дуги витримується час, необхідний для продувки шлангу пальника автомата. Якщо зварюється відповідальна конструкція, до включення захисного газу на зварювання слід включити подачу газу на захист зворотного боку шва. У більшості автоматів підготовчі операції з включення газу, продувки і подачі його на піддув автоматично виконуються за заздалегідь заданою програмою.

Зсув електрода на 1 мм від лінії стику призводить до непровару по всій довжині стику. Непровар може утворитися через від непостійну довжину дуги.

Зварювання плавким електродом

Виконують механізованим або автоматичним способом в інертних, активних або сумішах газах. Для зварювання в інертних газах потрібно вибирати таку величину зварювального струму, яка забезпечує струменевим перенос електродного металу, що особливо корисно при зварюванні в вертикальному та стельовому положеннях. Однак, при цьому на тонколистовому металі можуть утворитися пропали.

При використанні сумішей аргону з киснем та вуглекислим газом спостерігається підвищене вигорання легуючих елементів (до 50%) і можливе навуглецьовування металу. Шкідливий вплив навуглецьовування нейтралізується збільшенням вмісту титану та ніобію.

Недоліком швів, виконаних в середовищі вуглекислого газу, являється утворення на поверхні швів міцної плівки оксидів.

Примітка. Можливість використання вуглекислого газу і його сумішей в кількостях вище 5% з інертними газами і їх сумішами визначається на підставі результатів випробувань зварних з’єднань на жаростійкість, корозійну стійкість в залежності від умов експлуатації.

Особливості техніки механізованого та автоматичного зварювання плавким електродом в середовищі захисних газів

Техніка механізованого зварювання плавким електродом по своїм особливостям та прийомам нагадує техніку механізованого зварювання під флюсом. Тут також слід робити малий виліт електроду і ретельно підбирати зварювальний струм відповідно до прийнятої швидкості подачі дроту. Також із нахилом електроду (пістолету) зменшується глибина проплавлення, якщо виконувати зварювання «кутом вперед», і зменшується, якщо «кутом назад». Співпадає також і вплив полярності струму на глибину проплавлення.

Але в техніці зварювання плавким електродом існують і суттєві відмінності від зварювання під флюсом. Основна з них полягає в тому, що процес плавлення в захисних газах можна спостерігати, і керувати формуванням валика. Це особливо важливо для виконання багатопрохідних швів, воли мають місце вузькі і глибокі западини між попередніми валиками, які легко заповнити при накладенні попереднього.

Суттєвою відмінністю є можливість виконувати зварювання у всіх просторових положеннях, а також варіювати режимами і характером плавлення дроту, використовуючи різні гази (струменеве, крупно- і дрібнокрапельне перенесення, з короткими замиканнями).

Механізоване зварювання швів в нижньому положенні бажано виконувати в гелії, так як можна забезпечити процес, який характеризується спокійним плавленням дроту, без бризок та виплесків. Вуглекислий газ дозволяє вести процес лише з короткими замиканнями.

Техніка автоматичного зварювання плавким електродом в захисних газах помітно відрізняється від техніки зварювання неплавким електродом через велику складність умов протікання процесів плавлення і формування металу шва.

Процес плавлення дроту і форми ванни визначаються режимом зварювання; швидкістю подачі дроту, швидкістю зварювання і режимом поперечного переміщення електроду, напругою дуги.

Якщо частота коливань недостатня, утворюються типові для цього способу зварювання дефекти – несплавлення крайок з валиком. Якщо частота велика, аналогічні дефекти будуть спостерігатися і в середині шва. Зменшенням ширини валика або зміною режиму коливань можна швидко від коректувати режим зварювання, який майже не змінюється при заповненні розкриття крайок глибиною 10-20 мм.

Великий вплив на якість шва складає виліт електродного дроту. При занадто великому вильоті дріт перегрівається і стабільність її плавлення знижується. Якщо дуже малий виліт, дуга перескакує на мундштук, що сприяє виходу його з ладу, і в шов потрапляє мідь. Оптимальним є виліт 7–9 мм.

Налаштування пальника на крайку проводиться так, щоб на всьому периметрі стику відхилення кінця електродного дроту від крайки не перевищувало   0,5 мм в розкритті і 1 мм при виході її на поверхню. Відхилення від цих норм можуть при звести до прихованого несплавлення, яке можливо виявити лише металографічними дослідженнями.

Зварювання одним валиком на всю ширину розкриття рекомендують проводити при товщині деталей до 15 мм,коли найбільша товщина валика складає 20 мм. При більшій ширині потрібно переходити на два валики, зміщуючи їх один відносно одного приблизно на третину ширини. Амплітуду коливання пальника першого валика підбирають такою, щоб кінець електроду не доходив до другої кромки на 5 мм і більше. Залишати більш вузьку щілину не можна, так як другий валик не ввійде в заглиблення і отримаємо несплавлення.

Газове зварювання

При цьому способі зварювання спостерігається підвищене вигорання легуючих елементів. Збільшена ширина зони нагріву призводить до сильного короблення виробів. Таким чином, при газовому зварюванні якість зварних з’єднань нижче, ніж при інших способах зварювання.

Потужність наконечника пальника підбирається із розрахунку 0,02 л/с(75л/год) на 1 мм зварюваної сталі. Сталь товщиною до 1,5 мм зварюють без скосу крайок, але, бажано з відбортовкою. При товщині до 6 мм робиться V-подібне розкриття крайок, а при більшій – Х-подібне. Зварювання довгих швів починають на відстані 25–100 мм від краю деталі при товщині металу до 5 мм, і на 100–150 мм при більшій товщині. Ділянки, що залишилися, заварюють в останню чергу.

В процесі зварювання не слід перемішувати розплавлений метал зварювальним дротом. Метал товщиною до 5 мм рекомендують зварювати правим способом.

Для зварювання даної сталі рекомендується використовувати присадний дріт марки Св-06Х19Н9Т[11].

Зварювання проводять нейтральним полум’ям. Рекомендації по вибору зварювальних матеріалів приведені в табл. 16-17. Флюси в вигляді пасти на рідкому склі та воді наносять на лицьову та зворотну сторони зварюваних крайок.

 

4. Термічна обробка

На поверхні зварного з’єднання утворюється пористий оксидний шар, що містить в основному хром. Цей шар в значній мірі послаблює стійкість з’єднання до корозії. Хром оксидного шару в основному металі виникає зі сталі, внаслідок чого під оксидним шаром утворюється зона зі зниженим вмістом хрому. Якщо необхідно домогтися такої ж високої стійкості зварного з’єднання до корозії , як і у основного матеріалу, оксидний шар і зону зі зниженим вмістом хрому слід ліквідувати. Для цього Компанія «Goodner» радить використовувати процес травлення.

Травлення є найбільш ефективним методом наступної обробки зварних швів. При правильному виконанні травлення дозволяє усунути і шкідливий оксидний шар, і зону зі зниженим вмістом хрому. Травлення виконується шляхом занурення, поверхневого нанесення або покриття пастою – залежно від умов виробництва конструкції. Час травлення залежить від концентрації кислот, температури, товщини окалини і сорту прокату ( т.зв. кислотостійкий прокат вимагає більш тривалого часу обробки в порівнянні з нержавіючим прокатом). Доведення ступеня шорсткості зварного шва до відповідного показника основного листа шляхом шліфування або полірування після травлення ще більш збільшує стійкість конструкції до корозії.

Для покращення властивостей зварного з’єднання традиційно проводять термообробку.

Для отримання необхідних показників механічних властивостей і твердості та для досягнення максимальної корозійної стійкості сталь 30Х13 повинна бути піддана операції відпуску.

При термічній обробці готових виробів нагрів потрібно проводити у вакуумі не нижче 10^-2 мм рт.ст. або в контрольованій захисній атмосфері. Якщо захисною атмосферою слугує аміак, необхідно завбачити припуск під шліфовку не менше 0,3 мм на сторону.

Деталі із сталі 30Х13, які являються вузлами тертя, можуть бути оброблені поверхневим загартуванням з нагрівом струмами високої частоти з метою підвищення твердості при одночасному збереженні високих механічних властивостей в середині деталей.

Режими термічної обробки і твердість сталей приведені в табл. 18[18].

Нагрів в інтервалі 500–800°С повинен проводитись зі швидкістю не більше 200°С/год. В інтервалі температур 750–800°С потрібно зробити витримку до повного прогріву печі. Подальше нагрівання до температури загартування проводиться за потужністю печі.

Для деталей товщиною (діаметром) до 120 мм швидкість нагрівання не лімітується і витримка при температурі 750–800°С не проводиться.

Час між загартування і відпуском для даної сталі не повинен бути більшим, чим 3 години.

Поверхневе загартування з нагрівом СВЧ застосовується для деталей товщиною(діаметром) не менше 15 мм і проводиться тільки після попередньої термічної обробки.

Примітки. Витримка при температурі загартування із розрахунку 1-1,5 хвилини на 1 мм товщини заготовки, але не менше 20 хв.

Витримка при температурі відпуску – із розрахунку 3-3,5 хвилини на 1 мм товщини заготовки.

Для замкнутих сосудів та довгих труб умовна товщина береться рівною трьом товщина стінки

Допускається після відпуску деталей провести їх охолодження в маслі або воді.

Також можна провести термообробку зварних з’єднань за наступними схемами:

Охолодження з піччю до 600°С зі швидкістю 25°С/с, потім на повітрі.

Охолодження з піччю до 730°С з витримкою при цій температурі не менше 5 хв на 1 мм товщини з’єднання, потім на повітрі[13].