Загальна характеристика феритних сталей (сталей феритного класу)
Хромисті феритні сталі (табл. 1 і 2) у багатьох агресивних середовищах перевершують за корозійною стійкістю хромонікелеві аустенітні сталі, не схильні до корозійного розтріскування під напругою.
При додатковому легуванні кремнієм та алюмінієм хромисті сталі можуть бути використані для обладнання, що працює в окисних умовах за високих температур.
Широке застосування хромистих феритних сталей із звичайним вмістом вуглецю та азоту стримується через надмірну крихкість їх зварних сполук. Висока чутливість до надрізу за нормальної температури робить їх непридатними для виготовлення устаткування, що працює під тиском, при ударних і знакозмінних навантаженнях. Такі феритні сталі використовують для виготовлення ненавантажених пристроїв та виробів.
Хороша зварюваність хромистих феритних сталей забезпечується обмеженням в їх складі C і N, що утворюють тверді розчини впровадження. Сталі, із сумарним вмістом ~0,020% вуглецю та азоту, відрізняються високою пластичністю, ударною в`язкістю, не схильні до крихкнення при зварюванні. Виробництво таких сталей можливе у вакуумних печах або з позапічною обробкою (продувкою розплаву аргоном або аргон-кисневою сумішшю).
Сталі, вироблені у відкритих печах, внаслідок відносно високого вмісту вуглецю та азоту мають низьку пластичність та ударну в`язкість, що ускладнює проведення не лише зварювання, а й інших технологічних операцій (згинання, вальцювання). Підвищенню пластичності сталей 08Х13, 08Х17Т і 15Х25Т сприяє їх прокочування при знижених температурах (до 820 ... 850 °С). В цьому випадку відносне подовження прокату збільшується до A5 = 25%, а ударна в`язкість досягає 80 дж/см. Поліпшення властивостей сталей, як і зварних з`єднань, сприяє також термічна відпустка при 760 °С.
Зварювання феритних сталей
Зварювальне нагрівання негативно впливає на пластичність хромистих феритних сталей, посилює їх схильність до крихкого руйнування. Високу крихкість зварних сполук пов`язують зі зростанням величини зерна в 3ТВ.
Інтенсивне зростання зерна при зварюванні не вдається запобігти і сталям з низьким вмістом вуглецю та азоту. Однак цей процес не викликає їх охрупчування в зоні термічного впливу. Це свідчить про те, що крихкість зварних сполук хромистих феритних сталей пов`язана, головним чином, із вмістом у твердому розчині домішок застосування.
Утворення холодних тріщин у зварних з`єднаннях хромистих феритних сталей обумовлено різким крихтуванням металу в ЗТВ. У зв`язку з цим зварювання, згинання та виправлення при виготовленні вузлів і деталей зі сталей зі звичайним вмістом домішок рекомендують проводити з нагріванням до 150...200 °С. Істотному підвищенню пластичності зварних з`єднань сприяє термічна відпустка при 760 °С з наступним швидким охолодженням.
Механічні властивості зварювальних сполук залежать від застосовуваних зварювальних матеріалів (див. табл. 4).
При використанні аустенітних зварювальних матеріалів метал шва відрізняється високою пластичністю, ударною в`язкістю. При зварюванні однорідними з основним металом зварювальними матеріалами із звичайним вмістом домішок впровадження метал шва та зварні з`єднання відрізняються високою крихкістю. Лише у разі низького вмісту домішок в дроті присадки при АрДС сталей ЕП 882-ВІ і ЕП 904-ВІ можуть бути досягнуті високі значення пластичності і ударної в`язкості у металу шва.
Зварні сполуки всіх хромистих феритних сталей корозійно-стійкі у багатьох агресивних середовищах. Легування металу шва ніобієм (або титаном) забезпечує стійкість проти міжкристалітної корозії як у вихідному після зварювання стані, так і після термічної обробки.