Сварка в машиностроении.Том 2 (1041437), страница 21
Текст из файла (страница 21)
В промышленности при производстве сварных конструкций широко используют низкоуглеродистые низколегировзпные стали (табл. 4 и 5). Суммарное содержание легирующ!(х элементов в этих сталях не превышает 4,0% (не считая угле- родя), а углерода 0,25ов. В зависимости от вводимых в сталь легирующих элементов низколегированные стали разделяют на марганцовистые, кремнемарганцовистые, хромокремненпкелемедистые и т. д. Наличие марганца в сталях повышает ударную вязкость и хладноломкость, обеспечивчя удовлетворительную свариваемость. По сравнению с другими низколегированными сталями марганцовистые стали позволяют получать сварные соединения более высокой прочности при знзкопеременных и ударных нагрузках. Введение в ннзколегировзнные стали небольшого количества меди (0,3 — 0,4 о) повышает стойкость стали против коррозии (атмосферной и и 09 Олог в морской воде).
Для изготовления сварных конструкций низколегированные стали ис<юльзуют в горячекатеаюм состоянии. Термическая обработка улучшает механические свойства стали, которые, однако, зависят от толщины проката. Особенно важно, что прн этом может быть достигнуто значительное снижение температуры порога хлздполомкости. Поэтому некоторые марки низколегированных сталей для производства сварных конструкций используют после упрочняющей термической обработки, й.
йзехан 53 ханическне свойства некоторых ннзкоуглеродигтых сталей в холодном состоянии П р н и е ч а н и я: 1. Для сталей марок 10, 16, 20, 15Г и 20Г на образцзх из нормализованных заготовок. 2. Прн изгибе образца из углеродистой стали обыкновенного качества толщиной св. 20 мм иа 180' днамегр а оправки увеличивается иа толщину а образца. йг згдариая вязкость некоторых низкоуглеродистых конструкционных сталей Общие сведения о свариваемости 90 Химический состав Марка стали Тип стали Прочие Мп 14Г Гзт 09Г2 14 Г2 !8Г2 О,!2 — 038 о', и -1122 ( О,!2 О,!2 Одз О,!4 — 0,20 О !7 — О,З7 0,17 — 0,37 0,17 — 0,37 ОП 037 0,25 — О,ЬЬ 0,7 — 1,0 08 1,15 1.4 — 1,3 1,2-1,6 1,2 — 1,6 Маргаицоаистые <Оз Ст ~о,'3 51! 1 2ГС !ОГС ПГС 09Г2С !ОГ2С! 0,09 — О,15 О,!2 — О,'!8 О, '!4 — О,'2О (0.12 ( 0,12 О,Ь вЂ” 0,8 0,4 — 0,7 О,'4-0,'6 0,5 -0,8 0,9 — 1.
2 0,8 -1,2 0,9-1,2 1,0-1,4 1,3 — 1,7 (о,з с Кремнемарганцоаистые о,!т.— о,з сц '~0,3'ЬН 0,05-0,10 Ч Кремнемарганцево- медистые 1,3-1,65 О9 .1,2 ЮГ2С1Д О,з — 1,! 0,17 — 0,37 ~О,!2 О,! 2 — 0,18 !5ГФ Марганцово-ваиадиевая О,Ь вЂ” 0,8 Ст; '<о,з л1; ' (О,з Сц Хромокремне- марганцовая 14Х ГС О,П вЂ” Одб 0,9 — 1,3 0,4 — 0,7 0,6 — 0,9 Ст; О,'5 О,'8 !Ч!'; 0,4 — ОДЬ Со Хромокремяе- никелемедистые О,Ь вЂ” 0,8 0,8 — 1,! !Охснд (О,!2 0,6 — 0,9 Ст; 0,3 — 0,6 !Ч 1; 0,2 — 0,4 Сн Хромокремнеиикеле- меднстые 15ХСНД 0,4 — 0,7 0,4 — 0,7 0,12 — 0,18 Мн Металл ан, кгс м!см', при температуре — 4о С и„, кгс7мм', не менее ат, кгс/ммз, ие менее 0,05 — 0,30 0,14 — 0,22 Основной металл типа Встз Металл шва при сварке: покрытыми электродами под флюсом в среде углекислого газа электрошлаковой Основной металл — иизколегироваиная сталь типа 19Г Металл шва нря сварке: покрытыми электродами под флюсом Марка стали Ьм % 0,20 — 0,25 0,15 — 0,40 0,20 — 0,47 0,07 — 0,16 О,П вЂ” 0,37 0,08 — 0,13 0,12 — 0,18 О,! Π— 0,16 О,!Π— 0,16 0,16 — 0,22 14Г 19Г 09Г2 14Г2 18Г2 3.5 3,5 3,0 З,Ь 4,0 46 48 4Ь 47 Ь2 32 31 36 21 22 2! 21 21 0,20 — 0,30 0,15 — 0,30 0,09 — 0,15 0,10 — О,! 4 1 2ГС 16ГС ОУГ2С !ОГ2С! 47 50 52 32 33 35 38 26 21 2! 21 4,0 4,0 4,0 15ГФ 4,0 21 10 Г2С! Д 14ХГС !Охснд 1ЬХСНД 50 35 18 50 4,0 35 64 50 5,0 3,0 40 35 19 21 Сварка низкоуелерадистых и низколегированных сталей 4.
Химический состав некоторых низкоуглеродистых низколегированных конструкционных сталей 5. Механические свойства некоторыч марок низкоуглероднсть1х низколегированных конструкционных сталей в состоянии поставки ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СВАРИВАЕМОСТИ Рассматриваемые стали обладают хорошей свариваемостью. Технология их сварки должна обеспечивать определенный компелкс требований, основными из которых являются равнопрочность сварного соединения с основным металлом и тсутствие дефектов в сварном шве. Лля этого механические свойства металла шва ва и околошовной зоны должны быть не ниже нижнего предела механических свойств основного металла, В некоторых случаях конкретные условия работы „иструкций допускают снижение отдельных показателей механических свойств свар варного соединения.
Однако в большинстве случаев, особенно прн сварке ответСтнеиных конструкций, швы не должны иметь трещин, непроваров, пор, подрезов. геометрические размеры н форма швов должны соответствовать требуемым. Сварное соединение должно быть стойким против перехода в хрупкое состояние. В отдельных случаях к сварному соединению предъявляют дополнительные требования (работоспособность при вибрационных и ударных нагрузках, пониженных температурах и т. д.). Однако во всех случаях технология должна обеспечивать максимальную производительность и экономичность процесса сварки при требуемой надежности и долговечности конструкции. Механические свойства металла шва и сварного соединения зависят от его структуры, которая определяется химическим составом, режимом сварки и предыдущей и последующей термической обработкой. Химический состав металла шва зависит от доли участия основного и электродного металлов в образовании шва и взаимодействий между металлом и шлаком н газовой фазой.
При сварке рассматриваемых сталей состав металла шва незначительно отличается от состава основного металла (табл. 6). В металле шва меньше углерода для предупреждения образования структур закалочного характера при повышенных скоростях охлаждения. Возможное снижение прочности металла шва, вызванное уменьшением содержания углерода, компенсируется легированием металла через проволоку, покрытие или флюс марганцем и кремнием. При сварке низколегированных сталей необходимое количество легирующнх элементов в металле шва обеспечивается также и путем их перехода из основного металла. 6. Средний химический состав металла шва, ',4 Повышенные скорости охлаждения металла шва способствуют увеличению вго прочности (рис. 1), однако при этом снижаются пластические свойства и ударная вязкость.
Это объясняется изменением количества и строения перлитной фазы. Скорость охлаждения металла шва определяется толщиной свариваемого металла, конструкцией сварного соединения, режимом сварки и начальной температурой изделия. Влияние скорости охлаждения в наибольшей степени "Роявляется при дуговой сварке однослойных угловых швов и последнего слоя многослойных угловых и стыковых швов при наложении их на холодные, предваРительно сва).енные швы. Металл многослойных швов, кроме последних слоев, подвергающийся действию повторного термического цикла сварки, имеет более благоприягную мелкозернистую структуру.
Поэтому он обладает более низкой критической температурой перехода в хрупкое состояние. Пластическая деформация, возникающая в металле шва под действием сварочных напряжений, также повышает предел текучести металла шва. Свойства сварного соединения зависят и(ие сведения о свариваемосги 93 сгрансгво между нераснлавившимися зернами заполняется жидкими прослойками расплавленного металла, который может содержать элементы, вводимые в металл сварочной ванны. Это может привести к тому, что состав металла на этом участке будет оглннпься от состава Основного металла, а из-зз нерасплавнв~пнхся зерен Основного Не~алла — и от состава нзпланчяемого металла. Увеличению химической неоднородности металла на % 6$ 60 60 26 - 66 20 60 тб 66 60 40 60 0 20 60 60 60 'С участок отпуска Участок закалки Сварка низкоуглеродистых и низколегированных сталей не только от свойств металла шва, но и от свойств основного металла в околошовной зоне.
Структура, а значит и свойства основного металла в околошовной зоне, зависят от его химического состава и изменяются в зависимости от термического цикла сварки. На рнс. 2 слева схематически показаны кривая распределения температур по поверхности сварного соединения в один из моментов, когда ьеталл шва находится в расплавленном состоянии, и структурные участки зоны термического влияния на низкоуглеродистых и низколегированных сталях при дуговой сварке. При сварке низкоуглеродистых сталей на участке неполного расплавления металл нагревается в интервале температур между линиями солидуса и ликвндуса, что приводит к частичному расплавле- ~);% нню (оплавленню) вечен металла.
Про- этом участке способствует и слоистая ликвзция, а также диффузия элем»нсвойств металла швз от росги от он, котоРаа может НРонсходигь как ж ~ ~ ~ 1 я [ ~ р н ~ ~ у ~ о во ~ й с В а р к е г ~ и з к О и з о с н о в н о о н е р а п л а в и в е ' о с я е талла в хгидкий металл, так и наоборот. По существу этот участок и являе~ся местом сварки. Несмотря на его небольшую протяженность, свойства металла в нем могут влиять на свойства всего сварного соединения. На участке перегрева в результате нагрева в интервале температур от 1100— 1150' С до температур лннии солидуса металл полностью переходит в состояние аустенита.
При этом происходит рост зерна, размеры которого увеличиваются тем более, чем выше натрет металл выше температуры точки Ас;. Лаже непродолжительно» пребывание ме.алла при температурах свыше 1100' С приводит к значительному увеличению размера з»рен. После охлаждения это может привести к образованию неблагоприятной нидманштеттовой структуры. На участке нормализации (полной нор»кристаллизации) металл нагревается незначительно выше температур точки Ас„, и поэтому он имеет мелкоз,рнистую структуру с высокими механическими свойствами.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
