Повернення і рекристалізація металу зварних з'єднань паропроводів у процесі тривалої експлуатації

Abstract

У металі зварних з’єднань з теплостійких перлітних сталей при їхній тривалій експлуатації за умов повзучості відбуваються процеси повернення і рекристалізації. Проходження цих процесів суттєво відрізняється від аналогічних процесів, які мають місце при штатному відпалі. При рекристалізації, що відбувається в металі зварних з’єднань, ліквідуються окремі границі між зернами, і утворені зерна набувають видовженої форми. В рекристалізованому металі спостерігається зменшення міцності приблизно на 10…15 і ударної в’язкості на 15…18 %. Встановлено, що повернення і рекристалізація як складові загального процесу перетворення вихідної структури металу зварних з’єднань у феритно-карбідну суміш, проходять при його пластичному деформуванні. В процесі рекристалізації змінюється розподіл дислокацій, який суттєво відрізняється на ділянках зони термічного впливу. Найбільший рівень деформації спостерігається на ділянці неповної рекристалізації зони термічного впливу зварних з’єднань. Вивчення особливостей процесів повернення і рекристалізації є доцільним для визначення надійності роботи і залишкового ресурсу зварних з’єднань, а також розробки нових теплостійких сталей, які будуть працювати при підвищених робочих параметрах – температурі й тиску.

The processes of recovery and recrystallization occur in the metal of welded joints of heat-resistant pearlitic steels at their long-term operation. The running of these processes is very different from similar processes taking place at normal annealing. At recrystallization proceeding in the welded joint metal, some intergranular boundaries disappear, and the formed grains take an elongated shape. A decrease of strength by approximately 10…15 and of impact toughness by 15…18 % is observed in the recrystallized metal. It is found that recovery and recrystallization as components of the overall process of transformation of the initial structure of welded joint metal into a ferrite-carbide mixture proceed at its plastic deformation. The distribution of vacancies changes during recrystallization, differing essentially in the HAZ subzones. The highest deformation level is observed in the incomplete recrystallization subzone of the HAZ. Studying the features of recovery and recrystallization processes is relevant for determination of the reliability of operation and life of welded joints, as well as development of new heat-resistant steels, which will operate at higher working parameters – temperature and time.