Сталь , содержащая один или несколько легирующих элементов,
вводимых для придания изделию определенных физико- механических
свойств , называется легированной. Содержание некоторых элементов,
когда они не являются легирующими, не должно превышать : кремния
(Si) – 0,5 %; марганца ( Мп) – 0,8 %; хрома ( Сг) 0,3 %; никеля (Ni) – 0,3
%; меди (Cu) – 0,3 %. Легированные стали подразделяют на подклассы:
низко -, средне - и высоколегированные. Низколегированная сталь – это
сталь , легированная одним элементом при содержании его не более 2 %
( по верхнему пределу) или несколькими элементами при суммарном их
содержании 3,5 % ( по верхнему пределу). Среднелегированная сталь –
легированная одним элементом, при содержании его не более 8 % ( по
верхнему пределу) или несколькими элементами при суммарном их
содержании, как правило, не более 12 % (по верхнему пределу).
Высоколегированная – это сталь с суммарным содержанием легирующих
элементов не менее 10 % (по верхнему пределу), при содержании
одного из них не менее 8 % ( по нижнему пределу), при содержании
железа более 45 %. Маркировка всех легированных конструкционных
сталей однотипная ( табл. 1). Первые две цифры обозначают содержание
углерода в сотых долях процента , буквы являются условным
обозначением легирующих элементов, цифра после буквы обозначает
содержание легирующего элемента в процентах, причем содержание,
равное 1 % и меньше , не ставится, буква «А » в конце марки показывает,
что сталь высококачественная и имеет пониженное содержание серы и
фосфора. Основными элементами, влияющими на свойства стали ,
являются углерод, марганец и кремний. Углерод при повышении его
содержания в стали ведет к повышению прочности и твердости и
уменьшению пластичности. Окисление углерода во время сварки
вызывает появление большого количества газовых пор .
Марганец повышает ударную вязкость и хладноломкость стали ,
являясь хорошим раскислителем ; способствует уменьшению содержания
кислорода в стали . При содержании марганца в стали более 1,5 %
свариваемость ухудшается, так как увеличивается твердость стали ,
образуются закалочные структуры и могут появиться трещины . Кремний
вводится в сталь как раскислитель. При содержании кремния более 1 %
свариваемость стали ухудшается, так как возникают тугоплавкие
окислы , что ведет к появлению шлаковых включений . Сварной шов
становится хрупким. Хром при значительном содержании в стали
снижает ее свариваемость вследствие образования тугоплавких окислов
и закалочных структур . Никель повышает прочность и пластичность шва
и не ухудшает свариваемость . Алюминий – активный раскислитель
стали , повышает окалиностойкость. Вольфрам повышает прочность и
твердость при повышенных температурах, ухудшает свариваемость ,
сильно окисляется .
Ванадий затрудняет сварку , сильно окисляется , требует введения в
зону плавления активных раскислителей . Медь улучшает свариваемость ,
повышая прочность, ударную вязкость и коррозионную стойкость сталей.
Сера приводит к образованию горячих трещин . Фосфор вызывает при
сварке появление холодных трещин . Как правило, повышение уровня
легирования и прочности стали приводит к ухудшению ее
свариваемости . Первостепенная роль по влиянию на свойства сталей
принадлежит углероду . Доля влияния каждого легирующего элемента
может быть отнесена к доле влияния углерода . На этом основании о
свариваемости легированных сталей можно судить по коэффициенту
эквивалентности по углероду для различных элементов. Образование
холодных трещин уменьшают путем выбора рационального способа и
технологии сварки , предварительного подогрева, снижения содержания
водорода в сварном соединении, применения отпуска после сварки .
Элементами, обусловливающими возникновение горячих трещин ,
являются прежде всего сера, затем углерод, фосфор, кремний и др.
Элементами, повышающими стойкость швов против трещин и
нейтрализующими действие серы , являются марганец , кислород , титан ,
хром, ванадий. Предупреждение образования горячих трещин может
быть достигнуто путем уменьшения количества и сосредоточения швов,
выбора оптимальной формы разделки кромок , устранения излишней
жесткости закреплений , предварительного подогрева, применения
электродного металла с более низким содержанием углерода и кремния.
Низколегированные стали хорошо свариваются всеми способами сварки
плавлением. Получение при сварке равнопрочного сварного соединения,
особенно термоупроченных сталей, вызывает некоторые трудности и
требует определенных технологических приемов. В зонах , удаленных от
высокотемпературной области, возникает холодная пластическая
деформация. При наложении последующих слоев эти зоны становятся
участками деформационного старения , приводящего к снижению
пластических и повышению прочностных свойств металла и
соответственно к возможному появлению холодных трещин . В сталях,
содержащих углерод по верхнему пределу и повышенное количество
марганца и хрома, вероятность образования холодных трещин
увеличивается (особенно с ростом скорости охлаждения).
Предварительный подогрев и последующая термообработка позволяют
снимать остаточные сварочные напряжения и получать необходимые
механические свойства сварных соединений из низколегированных
сталей. По разрезаемости легированные стали делятся на аналогичные
четыре группы с соответствующим значением показателя эквивалента
углерода .
вводимых для придания изделию определенных физико- механических
свойств , называется легированной. Содержание некоторых элементов,
когда они не являются легирующими, не должно превышать : кремния
(Si) – 0,5 %; марганца ( Мп) – 0,8 %; хрома ( Сг) 0,3 %; никеля (Ni) – 0,3
%; меди (Cu) – 0,3 %. Легированные стали подразделяют на подклассы:
низко -, средне - и высоколегированные. Низколегированная сталь – это
сталь , легированная одним элементом при содержании его не более 2 %
( по верхнему пределу) или несколькими элементами при суммарном их
содержании 3,5 % ( по верхнему пределу). Среднелегированная сталь –
легированная одним элементом, при содержании его не более 8 % ( по
верхнему пределу) или несколькими элементами при суммарном их
содержании, как правило, не более 12 % (по верхнему пределу).
Высоколегированная – это сталь с суммарным содержанием легирующих
элементов не менее 10 % (по верхнему пределу), при содержании
одного из них не менее 8 % ( по нижнему пределу), при содержании
железа более 45 %. Маркировка всех легированных конструкционных
сталей однотипная ( табл. 1). Первые две цифры обозначают содержание
углерода в сотых долях процента , буквы являются условным
обозначением легирующих элементов, цифра после буквы обозначает
содержание легирующего элемента в процентах, причем содержание,
равное 1 % и меньше , не ставится, буква «А » в конце марки показывает,
что сталь высококачественная и имеет пониженное содержание серы и
фосфора. Основными элементами, влияющими на свойства стали ,
являются углерод, марганец и кремний. Углерод при повышении его
содержания в стали ведет к повышению прочности и твердости и
уменьшению пластичности. Окисление углерода во время сварки
вызывает появление большого количества газовых пор .
Марганец повышает ударную вязкость и хладноломкость стали ,
являясь хорошим раскислителем ; способствует уменьшению содержания
кислорода в стали . При содержании марганца в стали более 1,5 %
свариваемость ухудшается, так как увеличивается твердость стали ,
образуются закалочные структуры и могут появиться трещины . Кремний
вводится в сталь как раскислитель. При содержании кремния более 1 %
свариваемость стали ухудшается, так как возникают тугоплавкие
окислы , что ведет к появлению шлаковых включений . Сварной шов
становится хрупким. Хром при значительном содержании в стали
снижает ее свариваемость вследствие образования тугоплавких окислов
и закалочных структур . Никель повышает прочность и пластичность шва
и не ухудшает свариваемость . Алюминий – активный раскислитель
стали , повышает окалиностойкость. Вольфрам повышает прочность и
твердость при повышенных температурах, ухудшает свариваемость ,
сильно окисляется .
Ванадий затрудняет сварку , сильно окисляется , требует введения в
зону плавления активных раскислителей . Медь улучшает свариваемость ,
повышая прочность, ударную вязкость и коррозионную стойкость сталей.
Сера приводит к образованию горячих трещин . Фосфор вызывает при
сварке появление холодных трещин . Как правило, повышение уровня
легирования и прочности стали приводит к ухудшению ее
свариваемости . Первостепенная роль по влиянию на свойства сталей
принадлежит углероду . Доля влияния каждого легирующего элемента
может быть отнесена к доле влияния углерода . На этом основании о
свариваемости легированных сталей можно судить по коэффициенту
эквивалентности по углероду для различных элементов. Образование
холодных трещин уменьшают путем выбора рационального способа и
технологии сварки , предварительного подогрева, снижения содержания
водорода в сварном соединении, применения отпуска после сварки .
Элементами, обусловливающими возникновение горячих трещин ,
являются прежде всего сера, затем углерод, фосфор, кремний и др.
Элементами, повышающими стойкость швов против трещин и
нейтрализующими действие серы , являются марганец , кислород , титан ,
хром, ванадий. Предупреждение образования горячих трещин может
быть достигнуто путем уменьшения количества и сосредоточения швов,
выбора оптимальной формы разделки кромок , устранения излишней
жесткости закреплений , предварительного подогрева, применения
электродного металла с более низким содержанием углерода и кремния.
Низколегированные стали хорошо свариваются всеми способами сварки
плавлением. Получение при сварке равнопрочного сварного соединения,
особенно термоупроченных сталей, вызывает некоторые трудности и
требует определенных технологических приемов. В зонах , удаленных от
высокотемпературной области, возникает холодная пластическая
деформация. При наложении последующих слоев эти зоны становятся
участками деформационного старения , приводящего к снижению
пластических и повышению прочностных свойств металла и
соответственно к возможному появлению холодных трещин . В сталях,
содержащих углерод по верхнему пределу и повышенное количество
марганца и хрома, вероятность образования холодных трещин
увеличивается (особенно с ростом скорости охлаждения).
Предварительный подогрев и последующая термообработка позволяют
снимать остаточные сварочные напряжения и получать необходимые
механические свойства сварных соединений из низколегированных
сталей. По разрезаемости легированные стали делятся на аналогичные
четыре группы с соответствующим значением показателя эквивалента
углерода .
Комментариев нет:
Отправить комментарий