Углеродистые стали
Углеродистые стали.
В сплавах Fe-С углерод является легирующим элементом, кроме того содержатся раскислители: марганец (Mn) до 0,2 %, и кремний (Si) до 0,4 %.
Углеродистые стали различают по качеству:
| обозначение | качество | Содержание серы | Содержание Фосфора |
| ВCm 3; Cm 3 | Стали обыкновенного качества | Рекомендуемые материалыFREE Маран Программная инженерия Техническое задание КМ-3. Типовое задание к теме прямые измерения. Контрольная работа (ИЗ1) - любой вариант! -10% Все письменные КМ под ключ за 3 суток! (КМ-6 + КМ-7 + КМ-8 + КМ-9 + КМ-10) -9% Все лабораторные под ключ! КМ-1. Комбинационные логические схемы + КМ-2. Комбинационные функциональные узлы и устройства + КМ-3. Проектирование схем рк 3 по инженерной графике. эскиз фланца До 0,05 % | До 0,04 % |
| Ст10; Ст20 | Качественные стали | До 0,04 % | До 0,035 % |
| Ст10А;Ст20А | Высококачественные стали | До 0,025 % | До 0,025 % |
| Ст10АА | Особо высококачественные стали | До 0,015 % | До 0,02 % |
Сварочную проволоку различают по качеству:
• Обыкновенного качества не делают.
• Св-08 - качественная
• Св-08А - высококачественная
• Св-08АА - особо высококачественная
Стали обыкновенного качества разделяют по группам:
| А | Б | В |
| Нормируются только по механическим свойствам (хим. состав не нормируется) Ст2; Ст3 | Нормируются только по хим. составу (механические свойства не нормируются) БСт2; БСт3 | Нормируются по механическим свойствам и по химическому составу ВСт2; В Ст3 |
По степени раскисленности все углеродистые стали разделяют:
| КП Кипящие
| ПС полуспокойные | СП спокойные |
| марганец
| марганец + алюминий | марганец + алюминий + кремний |
Кипящие стали склонны к образованию горячих, трещин, их не используют при отрицательных температурах.
У спокойных сталей плотный шов с хорошими характеристиками.
Низкоуглеродистые стали обладают высокими сварочно - технологическими свойствами, мало склонны к образованию горячих и холодных трещин, не требуют предварительного подогрева при толщине свариваемых деталей до 30 - 36 мм и последующей термообработки.
Термообработка сварных конструкций.
Термообработка рекомендуется для изделий, работающих в условиях отрицательных температур (условий крайнего севера), остаточные напряжения снижаются до предела текучести.
Термообработка назначается с целью повышения эксплуатационной надежности сварных конструкций, что достигается за счет:
1. Уменьшения или устранения хрупких и малопластичных структур.
2. Устранение или уменьшение химической и физической неоднородности.
3. Устранение или уменьшение остаточных сварочных напряжений (иногда и деформаций).
4. Улучшение структуры и свойств сварных соединений и материала изделия в целом.
Термообработка ставит целью изменение в структуре свойств в заданном направлении за счет нагрева до определенных температур и различных условий охлаждения. Режим любой термообработки можно представить в виде графика:
Наиболее важное значение имеет время выдержки и скорость охлаждения. В зависимости от этих параметров различают несколько видов термообработки:
- Отжиг;
- Закалка (нормализация)
- Отпуск (старение)
Отжиг делится на: отжиг 1-го рода (ниже А1); и отжиг 2-го рода (выше A3).
Отжиг предусматривает нагрев выше температуры фазового превращения (выше A3) с последующим охлаждением вместе с печью. Отжиг позволяет получить наибольшее значение пластичности сталей (прочностные характеристики - снижаются).
Закалка предусматривает нагрев выше A3 с последующим принудительным охлаждением (с высокой скоростью охлаждения), если охлаждение происходит на открытом воздухе (или воздухе помещения = 20 градусов), то такой процесс называется нормализация. Закалка обеспечивает получение неустойчивого структурного состояния стали в сплавах с повышенной прочностью и малой пластичностью (вплоть до получения мартенсита).
Отпуск предусматривает нагрев закаленной стали до температуры ниже Al с целью получения структурно - устойчивого состояния, с последующим охлаждением на воздухе.
Всего различают 3 вида отпуска в зависимости от температуры нагрева:
1. Высокий отпуск: 600 - 650 градусов (используется для сварных конструкций).
2. Средний отпуск: 450 градусов.
3. Низкий отпуск: 250 градусов (самая большая остаточная прочность).
Строение сварного соединения.
Структура и свойства сварного соединения всегда отличаются от структуры и свойств основного материала, что объясняется воздействием температур на основной материал. Сварное соединение включает в себя: (см. рис.)
1. Металл шва;
2. Зону сплавления;
3. Зону термического влияния (ЗТВ);
4. Основной металл.
Металл шва имеет дендроидное (древовидное) строение.
Зона сплавления представляет собой участок в котором металл нагревался в интервале: Тл-Тс
(по диаграмме состояния).
Строение ЗТВ определяется составом материала и характером термического воздействия на основной металл. Наиболее значительные изменения в ЗТВ происходят в металлах склонных к полиморфным превращениям (ОЦК - ГЦК), в таких металлах различают несколько характерных участков:
Участок перегрева характеризуется крупным зерном и пониженной пластичностью.
Зону сплавления и участок перегрева принято называть околошовной зоной, она характеризуется наиболее низкими механическими свойствами (низкой пластичностью) и высокой твердостью.
Участок перекристаллизации - нагрев от A3 до 1100 градусов.
Участок частичной (неполной) перекристаллизации.
Участок высокого отпуска.
Лекция "Философы эпохи просвещения" также может быть Вам полезна.
Участок синеломкости:
Средний отпуск (400 - 450 градусов);
Низкий отпуск (250 градусов).
Далее структурный состав основного металла не претерпевает значительных изменений.
Особенности сварки легированных сталей.
Низколегированные стали обладают достаточно высокой стойкостью к образованию горячих трещин, однако у них проявляется склонность к образованию холодных трещин. Вероятность их появления возрастает с увеличением степени легирования низколегированных сталей, что предусматривает необходимость предварительного и сопутствующего подогрева при сварке.
