ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 29.10.2023
Просмотров: 239
Скачиваний: 4
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
| | | | | | | | | | |
| | | | | | | | | | |
| | | | | | | |
| | | | | | | |
| | | | | | | |
| нении. Из этой стали производят различный металлопрокат: сортовой прокат, включая фасонный; листы тонкие и толстые; полосы; поковки и кованые за- готовки; трубы. Вся продукция обладает низким порогом хладноломкости и высокими показателями прочности. Свариваемость без ограничений. При сварке используют АДС под флюсом и газовой защитой, РДС, ЭШС. Обрабатывается резанием в норма- лизированном и опущенном состоянии σв=560Мпа. Сталь малосклонна к от- пускной хрупкости.[2] 1.4 Особенности сварки стали 10ХСНД Низколегированные стали относятся к разряду хорошо свариваемых. Однако наличие в них легирующих элементов обусловливает возможность появления закалочных структур в зоне термического влияния, что при небла- гоприятном сочетании других факторов может вызвать уменьшение стойкос- ти ее против холодных трещин. Легирующие элементы могут снизить также сопротивляемость швов горячим трещинам, усугубить или, напротив, осла- бить последствия перегрева и склонность к хрупкому разрушению металла в зоне термического влияния и шве. Особые затруднения возникают при свар- ке термически улучшенных сталей, которые разупрочняются в различных участках зоны термического влияния. Наибольшие трудности при сварке сталей этого класса связаны с полу- чением требуемой ударной вязкости металла шва и зоны термического влия- ния вблизи границы сплавления. Низкая стойкость против хрупкого разру- шения низколегированных сталей, подвергнутых перегреву при электрошла- ковой сварке, может явиться следствием значительного укрупнения аустени- тного зерна и внутризеренной структуры, образования вид манштеттовой структуры и ферритных оторочек по границам зерен, повышенной хрупкости ферритной основы металла, развития высокотемпературной химической не- | ||||||
| | | | | | | |
| | | | | | 10 | |
| Изм. | Лист | № докум. | Подпись | Дата | ||
| однородности, перераспределения и выделения по границам зерен карбидов или легкоплавких сульфидных включений. Подобные же причины вызывают снижение стойкости против хрупкого разрушения металла шва. В противоположность металлу зоны термического влияния, который под влиянием сварочного нагрева претерпевает α - γ- α - превращение, в металле шва происходит только превращение γ-α. Это обсто- ятельство, а также крупнозернистость строения металла шва вызывают заме- тную его химическую неоднородность, в особенности по наиболее ликвиру- ющим примесям стали-сере, фосфору, углероду. Распределение неметаллических включений в металле шва в значите- льной степени определяется направленностью роста кристаллитов, завися- щей, в свою очередь, от режимов сварки. С увеличением скорости сварки (скорости подачи проволоки) и глубины металлической ванны количество сульфидов, оттесненных коси шва растущими под тупым углом кристалли- тами, увеличивается, а ударная вязкость металла шва понижается. Уменьшают сопротивляемость хрупким разрушениям газы - кислород и азот, находящиеся в твердом растворе, и повышенная плотность дислока- ций в металле шва. В соединениях из большинства низколегированных сталей ударная вя- зкость металла шва и зоны термического влияния вблизи границы сплавле- ния в участках перегрева и твердо-жидкого состояния при комнатной темпе- ратуре в состоянии после сварки или после отпуска обычно удовлетворяет требованиям соответствующих технических условий. При более низких тем- пературах ударная вязкость этих участков зачастую низка. По этим причинам выбор технологии электрошлаковой сварки и последующей термообработки во многом определяется условиями эксплуатации конструкции и стойкостью низколегированной стали и металла шва в сварном соединении против хруп- кого разрушения. | ||||||
| | | | | | | |
| | | | | | 11 | |
| Изм. | Лист | № докум. | Подпись | Дата | ||
| Существует ряд возможностей для получения соединений с высокими свойствами. Они состоят врациональной термообработки, режимов и технологических приемов сварки. Задача технолога состоит в оценке сопро- тивляемости хрупкому разрушению металла шва и свариваемой стали в зоне термического влияния и определении применительно к конкретным констру- кциям и условиям их эксплуатации, рациональных методов повышения свойств соединений. 1.5 Склонность к трещинообразованию стали 10ХСНД Одним из основных показателей свариваемости является склонность к горячим и холодным трещинам. Для оценки свариваемости воспользуемся уравнениями для оценки склонности к горячим трещинам. Для расчетов при- нимаем средне арифметические массовые доли элементов (таблица 3). Таблица 3 – Средне арифметический химический состав стали 10ХСНД | |||||||||||||||||
| | Элемент | С | Si | Mn | Cr | Ni | Cu | N | P | S | | ||||||
| Содержание, массо- вые доли, % | 0.12 | 0.95 | 0.65 | 0.75 | 0.65 | 0.5 | 0.008 | 0.035 | 0.04 | ||||||||
| 1.5.1 Склонность стали к ГТ по показателю Уилкинсона (????∗(????+????+???????? +0.01∗????????))∗1000 HCS= 25 (1) 3∗????????+????????+????????+???? (0.12 ∗ (0.04 + 0.035 + 0.95 + 0.01 ∗ 0.65)) ∗ 1000 HCS = 25 = 5,3 3 ∗ 0.65 + 0.75 При сварке сталей с пределом прочности не более 700 МПа при HCS< 4,0 горячие трещины не появляются. Сталь склонна к ГТ. | |||||||||||||||||
| | | | | | | | |||||||||||
| | | | | | 12 | ||||||||||||
| Изм. | Лист | № докум. | Подпись | Дата | |||||||||||||
Сэкв=[C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15] (2) Сэкв=[0.12+0.65/6+(0.75)/5+(0.65+0.5)/15]=0.45 При сварке сталей с эквивалентом углерода Cэкв>0,40...0,45% возможно появление холодных трещин, обусловленных образованием закалочных структур в 0Ш3. Сталь не склонна к ХТ.
Сx=[360C+40(Mn+Cr)+20Ni+20Mo] (3) Cx=[360*0.12+40(0.65+0.75)+20*0.65+0]/360=0.3 а)Сэкв = Cx*(1+0,005*δ)=0.3*(1+0,005*24)=0.33 где δ-минимальная толщина детали. б)Сэкв = Cx*(1+0,005*δ)=0.3*(1+0,005*120)=0.48 где δ-максимальная толщина детали. Появление холодных трещин вероятно при [C]=0,40...0,45%.Сталь не склонна к ХТ. Так же влияет на трещинообразование и скорость охлаждения и нахо- ждение в температурном интервале хрупкости. Температурный интервал хрупкости - интервал температур, при которых затвердевающие сплавы об- ладают низкими механическими свойствами. Верхней границей температур- ного интервала хрупкости солидуса является температура начала линейной | ||||||
| | | | | | | |
| | | | | | 13 | |
| Изм. | Лист | № докум. | Подпись | Дата | ||
| усадки сплава; нижней - температура вблизи температуры солидуса. В этом интервале металл имеет низкую пластичность и может разрушиться из за на- растающих напряжений. Увеличение скорости охлаждения приводит к сни- жению равновесных критических температур, причем особенно сильно сни- жается температура солидуса. Как правило, это приводит к расширению об- ласти твердо - жидкого состояния, и к расширению температурного интерва- ла хрупкости и следовательно увеличению вероятности получения разруше- ний при твердо - жидком состоянии металла (кристаллизационные трещины). Расширяет интервал твердо - жидкого состояния сера и фосфор. Исходя из полученных результатов делаем вывод что свариваемость стали без ограничений [4].
Основной особенностью сварки сталей является обеспечение требуемо- го химического состава металла шва при различных типах сварных соедине- ний и пространственных положениях сварки с учетом изменения глубины проплавления основного металла и количества наплавленного металла. Это заставляет корректировать состав покрытия с целью обеспечения необходи- мого содержания в шве феррита и предупреждения, таким образом, образо- вания в шве горячих трещин, а также достижения необходимой жаропрочно- сти и коррозионной стойкости швов. Получению металла шва с необходи- мыми химическим составом и структурами и уменьшению угара легирую- щих элементов способствует применение электродов с фтористокальциевым (основным) покрытием и поддержание короткой дуги без поперечных коле- баний электрода. Последнее уменьшает и вероятность образования дефектов на поверхности основного металла в результате прилипания брызг. Тип пок- рытия электрода определяет необходимость использования постоянного тока | ||||||
| | | | | | | |
| | | | | | 14 | |
| Изм. | Лист | № докум. | Подпись | Дата | ||
| обратной полярности, величину которого назначают так, чтобы отношение его к диаметру электрода не превышало 25—30 А/мм. В потолочном и верти- кальном положениях сварочный ток уменьшают на 10—30% по сравнению с током, выбранным для нижнего положения сварки. Сварку покрытыми элек- тродами рекомендуется выполнять ниточными швами и для повышения стойкости против горячих трещин применять электроды диаметром 3 мм. Во всех случаях следует обеспечивать, минимальное проплавление основного металла. Электроды перед сваркой должны быть прокалены при 250— 400 0С в течение 1—1,5 ч для уменьшения вероятности образования в швах пор и трещин вызываемых водородом. Тип электродов для сварки высоколегиро- ванных сталей с особыми свойствами определяется ГОСТ 10052—75. Разме- ры и общие технические требования регламентированы ГОСТ 9466—75. 1.6.2 Автоматическая сварка под слоем флюса Сварка под флюсом является одним из основных процессов сварки вы- соколегированных сталей толщиной 3—50 мм. Основным преимуществом этого способа перед ручной дуговой сваркой покрытыми электродами являе- тся стабильность состава и свойств металла по всей длине шва при сварке как с разделкой, так и без разделки кромок. Это обеспечивается возможностью получения шва любой длины без кратеров, образующихся при смене элект- родов, равномерностью плавления электродной проволоки и основного ме- талла по длине шва и более надежной защитой зоны сварки от окисления ле- гирующих компонентов кислородом воздуха. Хорошее формирование повер- хности швов с мелкой чешуйчатостью и плавным переходом к основному металлу, отсутствие брызг на поверхности изделия заметно повышают кор- розионную стойкость сварных соединений. Уменьшается трудоемкость под- готовительных работ, так как разделку кромок производят на металле тол- щиной свыше 12 мм (при ручной сварке — на металле толщиной 3—5 мм). | ||||||
| | | | | | | |
| | | | | | 15 | |
| Изм. | Лист | № докум. | Подпись | Дата | ||