IMG56

Zwykle stosowane temperatury przy obróbce plastycznej na gorąco tego typu stali są położone przeważnie w obszarze dwufazowym a + y. Granice obszaru dwufazowego zależą w znacznym stopniu od składników towarzyszących i składników stopowych. Węgiel i azot przesuwają obszar istnienia austenitu ku wyższym temperaturom albo w danej temperaturze zmniejszają udział ferrytu. Nikiel ma podobny wpływ, dodatek 4% Ni do stali zawierającej 17% Cr przemienia ją w stal martenzytyczną. Natomiast krzem, a także niektóre składniki stopowe, takie jak aluminium, molibden, tytan lub niob, mają działanie przeciwne.

Gdy chcemy uzyskać złącza spawane o umiarkowanej twardości i niewielkiej grubości, łatwo obrabialnc plastycznie na zimno i nieskłonne do pęknięć, stosujemy stale półferrytyczne zamiast stali martenzytycznych o tej samej zawartości chromu. Metalurgicznie stale te są podobne do stali zawierającej 17% Cr, z tą różnicą, że wykazują one mniejszą skłonność do rozrostu ziaren.

Półferrytyczne stale zawierające 13% Cr i małą ilość węgla krzepną właściwie tak samo jak omówione poprzednio stale z zawartością 17% Cr. Jedyna różnica to mniejsza skłonność do gruboziarnistości w strefie przyspoinowej. Wynika to z tego, że zakres czystego ferrytu w stalach zawierających 13% Cr występuje w wyższej temperaturze, a zatem w czasie cyklu cieplnego krótszy jest czas przebywania materiału w strefie intensywnego rozrostu ziaren.

Omaw iając przemiany strukturalne występujące w procesie spawania stali półferrytycz-nych, należy w strefie wpływu ciepła wyróżnić dwa obszary:

1)    obszar 1, w którym w procesie spawania temperatura była w zakresie obszaru dwufazowego a + y,

2)    obszar 2, w którym występują temperatury odpowiadające zakresowi czystego ferrytu.

Obszary te oraz odpowiadające im struktury SWC przedstawiono na rysunku 8.74. W obszarze 1 w procesie nagrzewania pojawia się austenit, który powstaje w miejscach skupisk węglików. Rozrost ziaren jest w tej strefie bardzo umiarkowany. W obszarze 2, który znajdował się w zakresie czystego ferrytu, występuje bardzo intensywny rozrost ziaren. Podczas stygnięcia na granicach ziaren oraz wewnątrz ziaren ferrytu powstaje austenit o budowie płytkowej charakterystycznej dla struktury Widmanstattena. Podczas dalszego chłodzenia po spawaniu następuje przemiana austenitu w martenzyt. Ilość utworzonego austenitu, a tym samym martenzytu, zależy od szybkości chłodzenia. Zmniejszenie szybkości chłodzenia zwiększa udział objętościowy martenzytu, gdyż więcej ferrytu 8 przemieni się w austenit. Jeżeli stal zawiera składniki stopowe zwiększające stabilność austenitu podczas chłodzenia (obniżające położenie temperatur M_s i M), austenit nie przemienia się w martenzyt. Struktura w strefie wpływu ciepła będzie więc się składała z ferrytu i austenitu (rys. 8.75). Jeśli spoina ma taki sam skład chemiczny jak materiał spawany, struktura spoiny fazowo nie różni się właściwie od struktury strefy wpływu ciepła. Jedyną różnicą jest kształt ziaren. W spoinie ziarna ferrytu mają kształt wydłużonych krystalitów, natomiast w SWC kształt ziaren jest regularny (rys. 8.76).

Złącza spawane stali półferrytycznych charakteryzują się dużą kruchością. Wynika to z tego, że ferryt chromowy, tworzący się w stopach o normalnej czystości przemysłowej, jest na ogół bardzo wrażliwy na działanie karbu. Martenzyt powstający w spoinie i w strefie wpływu ciepła zwiększa jeszcze tę kruchość. W przeciwieństwie do stali martenzytycznych tej

466