Загальна характеристика мартенситно-феритних сталей (сталі мартенситно-феритного класу)
До цього класу відносять сталі з частковим γ > α(м)-перетворенням. Термокінетична діаграма цих сталей складається з двох областей перетворення. При температурах 600 °С при низькій швидкості охолодження можливе утворення феритної складової структури. При великій швидкості охолодження 400 °С спостерігається бездифузійне перетворення аустеніту в мартенсит. Кількість мартенситу, що утворився, залежить від вмісту вуглецю і швидкості охолодження.
Вміст хрому в мартенситно-феритних сталях 13-14%, що оптимально за корозійною стійкістю. Такий рівень легування хромом забезпечує пасивацію поверхні в агресивних середовищах, пов`язаних із нафтохімічним виробництвом; у воді високих параметрів, у тому числі із борним регулюванням. Подальше підвищення вмісту хрому практично без збільшення корозійної стійкості сталей у зазначених середовищах сприяє формуванню їх структурі значної кількості феритної складової. Сталі з великим вмістом δ-фериту в структурі відрізняються підвищеною схильністю до тендітного руйнування, їх зварювання пов`язане з ризиком утворення холодних тріщин.
Мартенситно-феритные сталі знаходять досить широке застосування виготовлення нафтохімічної апаратури та енергетичного устаткування (табл. 1 і 2).
За зварюваністю мартенситно-феритні сталі є незручними матеріалами. У зв`язку з неминучою підкалкою при зварюванні зварні сполуки мартенситно-феритних сталей схильні до утворення тріщин сповільненої руйнації. Крім того, при перегріві в 3ТВ часто спостерігають тріщини крихкої руйнації.
Ударна в`язкість металу в 3ТВ зварних з`єднань 13% хромистих сталей знижується до 10 дж/см.кв. У разі низького вмісту δ-фериту наступною термічною відпусткою при 700 °С, що сприяє розпаду структур загартування та виділення карбідів, можна підвищити ударну в`язкість металу в 3ТВ до 50-100 Дж/см.кв.
Зварювання мартенситно-феритних сталей
При способах зварювання, що сприяють значному перегріву металу в 3ТВ з утворенням структури з великим вмістом офериту, термічна відпустка мало впливає на ударну в`язкість, в результаті чого зварні з`єднання відрізняються високою крихкістю і не підходять для навантажених конструкцій.
Ефективним способом зниження вмісту феритної складової у структурі хромистих сталей є легування їх вуглецем та нікелем.
Утворення великої кількості δ-фериту в структурі околошовного металу характерно для 13-14%-них хромистих сталей з 0,1%С. У ділянках ОШ3 зварних сполук, що нагріваються до температур, близьких до температури солідуса, кількість δ-фериту в структурі може бути переважною. Ширина таких ділянок мало залежить від температури підігріву при зварюванні, але з погонною енергією зварювання.
Мартенситно-феритні сталі зварюють, як правило, з попереднім та супутнім підігрівом (табл. 3).
Для низьковуглецевої сталі 08Х14МФ підігрів при зварюванні не застосовують, так як легування карбідоутворюючими елементами знижує ефективний вміст вуглецю. Способи зварювання та застосовувані для мартенситно-феритних сталей зварювальні матеріали наведені у табл. 4