IMG58

Stale ferrytyczne odporne na korozję mają strukturę złożoną z ferrytu i węglików niezależnie od temperatury. W praktyce przemysłowej są one reprezentowane przez stale zawierające od 25% do 30% Cr i do około 0,15% C. Podobnie jak stale półferrytyczne zawierające 17% Cr, wykazują one dużą skłonność do rozrostu ziaren w wysokiej temperaturze.

Stale zawierające 25% Cr są na ogół bardziej odporne na korozję niż stale zawierające 17% Cr. Są używane przede wszystkim jako typowe stale o dużej odporności na działanie tlenu i siarki w wysokich temperaturach. Ich zastosowanie w konstrukcjach spawanych jest bardzo ograniczone wskutek dużej kruchości połączeń spawanych.

Stale ferrytyczne charakteryzują się tym, że w procesie spawania nie ulegają utwardzeniu w wyniku hartowania. W stalach zawierających 17% lub 13% Cr i przy mniejszych grubościach złącza spawane mogą się nadawać do obróbki plastycznej na zimno.

8.10.4. Sposoby zmniejszenia kruchości złącz spawanych ze stali ferrytycznych i półferrytycznych

Martenzyt jest przyczyną kruchości stali zarówno w próbach statycznych (zginanie), jak i próbach dynamicznych (próba udarności). Dlatego też wskazane jest poddawanie połączeń spawanych obróbce cieplnej w temperaturze około 800°C, czego wynikiem jest przemiana martenzytu w ferryt a i węgliki. Węgliki wydzielają się również w ferrycie 5, co polepsza nieco jego właściwości plastyczne. Spoiny obrobione cieplnie w temperaturze 800°C wykazują dobrą plastyczność w próbach powolnego zginania bez karbu, natomiast w próbach udarowych plastyczność jest nadal niska. Niska udarność świadczy więc nie o kruchości jako istotnej właściwości tych stali, lecz o ich wrażliwości na działanie karbu. Z wyjątkiem udarności spoiny obrabiane cieplnie w 800°C mają na ogół takie same właściwości mechaniczne jak metal rodzimy poza strefą wpływu ciepła. Duża wrażliwość na oddziaływanie karbu jest tylko wtedy wadą, gdy istnieje prawdopodobieństwo, że połączenie spawane może być narażone na silne uderzenia oraz gdy jego kształty sprzyjają koncentracji naprężeń. Należy zaznaczyć, że obróbka cieplna w temperaturze 800°C relaksuje naprężenia spawalnicze, których działanie szczególnie w punktach lokalnej koncentracji jest podobne w skutkach do działania karbu. Poprawę udarności po obróbce cieplnej w temperaturze 800°C zawdzięcza się w głównej mierze odpuszczeniu martenzytu. Można jednak poprawę udarności uzyskać bez zabiegu cieplnego i bez podwyższania zawartości chromu (który zwiększa wrażliwość ferrytu na działanie karbu), stosując stale z dodatkiem około 0,5% tytanu lub 1% niobu. Spoiny wykonane z tych stali w stanie surowym są właściwie wolne od martenzytu. Wpływ tytanu lub niobu można wyjaśnić w dwojaki sposób:

1)    rozpuszczony w metalu każdy z tych pierwiastków zwiększa trwałość ferrytu 5 i zmniejsza niezależnie od temperatury ilość austenitu w stanie równowagi,

2)    pierwiastki te w wysokich temperaturach tworzą bardzo trwałe węgliki, co obniża zawartość węgla w roztworze, a zatem zawęża zakres występowania austenitu.

Niob ma tę przewagę nad tytanem, że w procesie spawania nie przechodzi tak łatwo do żużla i dzięki temu może wchodzić w skład otuliny elektrod. Większą udarność stali ferrytycznych z tytanem lub niobem można więc wyjaśnić brakiem martenzytu oraz mniejszą

468