12Х1МФ – Сталь коррозионностойкая жаропрочная низколегированная, перлитного класса. Химический состав стали марки 12Х1МФ ГОСТ 20072-74

1 Характеристика основного металла

12Х1МФ – Сталь коррозионностойкая жаропрочная низколегированная, перлитного класса.

Применяется для изготовления холоднокатаных плавниковых труб наружным диаметром 32, 38 и 50 мм, предназначенных для паровых котлов со сверхкритическими параметрами пара. Труб пароперегревателей, трубопроводов и коллекторных установок высокого давления, поковок для паровых котлов и паропроводов, деталей цилиндров газовых турбин, различных деталей, работающих при температуре +570 - 585 °С. Также используется для изготовления трубной заготовки, предназначенной для изготовления бесшовных холоднодеформированных, теплодеформированных, горячедеформированных, в том числе горячепрессованных труб диаметром от 57 до 168 мм для использования в системах газопроводов, нефтегазопроводов, технологических промысловых трубопроводов, транспортирующих нефть и нефтепродукты.

Химический состав стали 12Х1МФ представлен в таблице 1.1.

Таблица 1.1 – Химический состав стали марки 12Х1МФ ГОСТ 20072-74

В состав стали 12Х1МФ входят как основные лигирующие добавки хром и никель. Никель при добавлении в состав основного металла повышает ударную вязкость стали и уменьшает склонность к перегреву, затрудняя рост зерна стали, и это также благотворно влияет на ее ударную вязкость. Хром повышает значения прочности, пластичности и ударной вязкости, а также

повышает сопротивление коррозии и окислению стали. Механические свойства предопределяются содержанием углерода в составе стали,  степенью ее раскисленности, видом и режимами термообработки, влияющей на структурное состояние. Показатели механических свойств стали 12Х1МФ представлены в таблице 1.2.

Таблица 1.2 - Механические свойства стали 12Х1МФ ГОСТ 20072-74

Механические свойства материала изменяются при повышении температуры. Зависимость изменений механических свойств от температуры указана в таблице 1.3.

Таблица 1.3 – Механические свойства материала при повышенных температурах

Главными параметрами при выборе стали для той или иной конструкции являются её физические свойства. Физические свойства выбранной нами стали 12Х1МФ указаны в таблице 1.4.

Таблица 1.4 – Физические свойства стали 12Х1МФ

Рассмотрим влияние некоторых элементов на свойства стали. Углерод повышает предел прочности, твёрдость, предел текучести, снижает относительное удлинение, ударную вязкость, усталостную прочность, свариваемость и не оказывает заметного влияния на коррозионную стойкость. Хром не оказывает заметного влияния на ударную вязкость и усталостную прочность, снижает свариваемость и значительно повышает коррозионную стойкость.

Стали с ограниченной свариваемостью – это стали при сварке которых удовлетворительное качество сварных соединений достигается в очень узком диапазоне режимов сварки с обязательным предварительным и сопутствующим подогреве при сварке и следующей после сварки термической обработкой.

Свариваемость сталей определяется по углеродистому эквиваленту С_э, который вычисляют по эмпирическим формулам:

Сэкв = %С +   =        (1.1)

= 0,12 +  = 0.565%

где     С, Mn, Si, Cr, Ni, Mo, V, B – массовые доли углерода, марганца, кремния, хрома, никеля, молибдена, ванадия и бора, %.

Свариваемость сталей оценивается по численному значению эквивалента углерода в зависимости от того, к каких диапазонах он находится. В нашем случае  Сэкв >0,45, следовательно сталь сваривается с подогревом и последующим отпуском. Свариваемость стали 12Х1МФ  –  трудносвариваемая, доэвтектоидная.

            2 Расчёт состава сварного шва

При сварки коррозионно-стойких и жаропрочных сталей, состав сварного шва можно узнать с помощью диаграммы Шефлера.

Для определения состава шва, необходимо рассчитать эквивалент никеля (). Рассчёт производиться по формулам:

                         (2.1)

где     Ni, C, Mn – процентное содержание никеля, углерода, марганца в составе основного металла.

Для определения состава шва, необходимо также рассчитать эквивалент хрома (). Рассчёт производиться по формулам:

                               (2.2)       

где     Cr, Si, Mo, Nb – процентное содержание хрома, кремния, молибдена