ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 16-17

«ОПРЕДЕЛЕНИЕ СВАРИВАЕМОСТИ КОНТСРУКЦИОННОЙ И ВЫСОКОЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛИ»

ЦЕЛЬ РАБОТЫ:

• 
  определение свариваемости стали;
  
• 
  оценка склонности металла к появлению горячих и холодных трещин;
  
• 
  определение необходимости подогрева перед, во время и после сварки,;
  
• 
  определение структуры стали.
  

1. Основные теоретические положения.

Оценка углеродистых и легированных конструкционных сталей по эквиваленту углерода Сэх

(1)

Стали с Сэх≤0,45% не склонны к холодным трещинам при сварке. При Сэх>0,45% появляется потенциальная возможность их образования в определенных условиях.

Для трубных сталей по СНиП 02.05.06-85* эквивалент углерода определяется по формуле:

(1)

Величина эквивалента не должна превышать 0,46%
17ГС С_э^х=0,413% 09Г2С С_э^х=0,403% 10Г2ФБ С_э^х=0,412%
Для бейнитных и бейнитно- мартенситных сталей С_э^х учитывает влияние водорода Н и толщины металла :



Температура подогрева, необходимая для предупреждения холодных трещин, в этом случае определяется по формуле:

Т_под = 1440 С_э^х- 392^оС.

При > 0.27 % - склонны к трещинам

Вероятность появления при сварке горячих трещин можно определить по показателю Уилкинсона (H.C.S):

(2)

Условием появления горячих трещин является Н.С.S. > 2. Так, например, при обычной сварке низколегированной стали трещины начинают возникать при Н.С.S. = 4.
Оценка высоколегированных сталей по диаграмме Шеффлера (по соотношению элементов аустенизаторов и ферритизаторов, от которых зависит содержание мартенсита)

Аустенизаторы: [Ni]_э=Ni+30C+0,5Mn+30N+0,3Cu+12B+Co (3)

Ферритизаторы: [Сr]_э=Cr+1,5Si+2Mo+5Ti+2Nb+1,5W+2Al+V (4)

Оценка свариваемости конструкционной стали

Оценка свариваемости стали осуществляется по трем показателям:

1.Стойкость против горячих трещин;

2.Стойкость против холодных трещин;

---

3.Чувствительность стали к термическому циклу сварки (зависит от углерода), поэтому свариваемость можно оценить по углероду С, эквиваленту С_э.

С  0,25 % - Х- хорошая свариваемость, сталь – не склонна к горячим и холодным трещинам, не чувствительна к термическому циклу сварки. W_опт – широкий. Такие стали можно сваривать на любых режимах, без подогрева и термообработки. В марочнике сталей: сталь 25- сваривается без ограничений.

С=0,25 …0,35 - У– удовлетворительная свариваемость, склонны к подкалке, сваривать на определенных режимах сварки, требуется подогрев. В марочнике сталей: сталь 30 – ограниченно свариваемая.

С=0,35 – 0,5 % - О - ограниченная свариваемость, стали – склонны к горячим и холодным трещинам, сваривают специальными материалами с обязательным подогревом и отпуском после сварки. В марочнике сталей: сталь 45- трудно свариваемая.

С > 0,5 % - П - плохая свариваемость стали – их обычно не применяют в сварных конструкциях. С ними встречаются только при ремонтных работах (например инструмента). Здесь даже при подогреве и отпуске низкое качество сварного шва. В марочнике сталей: сталь 55- не применяется для сварных конструкций.

2. Порядок выполнения работы.

1. 
   Выбрать марку стали и исходные данные согласно указанного преподавателем варианта
   
2. 
   Выписать из таблицы 2 химический состав заданной стали в виде таблицы
   

Таблица. Химический состав стали

Марка стали	ГОСТ	Содержание элементов, %
		C	Si	Mn	Cr	Ni	Cu	P	S

3. 
   Определить свариваемость стали, используя формулам
   
4. 
   Оценить склонности металла к появлению холодных трещин, используя таблицу 1.
   
5. 
   Оценить склонности металла к появлению горячих трещин, используя формулу 2.
   
6. 
   Определить структуру стали используя формулы 3 и 4, а также диаграмму Шеффлера .
   

---

7. Полученные результаты привести в таблице 3.

Таблица 3.

Стали	Конструкционные
Марки	,%	,%	Склонность	подогрев
18К	0,38	0,345	нет
30ХЛ	0,701	0,66	да

Стали	Высоколегированные
Марки	,%	,%	Структура	Склонность	подогрев
08Х17Н13М2Т	23,4	18,4	А	нет
18Х11МНФБ	13,4	7,8	М	да

8.Сделать вывод о проделанной работе.

9.Ответить на вопросы тест-задания.
3. Вопросы тест-задания

1. Укажите наиболее правильное определение понятия свариваемости?

А). Технологическое свойство металлов или их сочетаний образовывать в процессе сварки соединения, обеспечивающие прочность и пластичность на уровне основных материалов.

В). Металлургическое свойство металлов, обеспечивающее возможность получения сварного соединения с общими границами зерен околошовной зоны и литого шва.

С). Технологическое свойство металлов или их сочетаний образовывать в процессе сварки соединения, отвечающие конструктивным и эксплуатационным требованиям к ним.

---

2. Что входит в понятие металлургической свариваемости металлов?

А). Влияние на свариваемость химического состава металла и отсутствие дефектов в результате химического взаимодействия элементов в сварочной ванне и кристаллизующемся металле шва.

В). Влияние на свариваемость способа сварки и возможность появления дефектов в результате воздействия термического цикла на сварочную ванну и кристаллизующейся металл шва.

С). Влияние на свариваемость объема сварочной ванны и кристаллизующегося металла шва.

3. Что из перечисленного ниже наиболее сильно влияют на свариваемость металла?

А). Химический состав металла.

В). Механические свойства металла.

С). Электропроводность металла.

4. Какие углеродистые стали относятся к удовлетварительно свариваемым?

А). С содержанием углерода до 0,25 %.

В). С содержанием углерода от 0,25 % до 0,35 %.

С). С содержанием хрома и марганца от 0,4% до 1,0%.

5. Какие стали относятся к группе удовлетворительно сваривающихся?

А). С содержанием углерода 0,25-0,35 %.

В). С содержанием серы и фосфора до 0,05 %.

С). С содержанием кремния и марганца до 0,5 %.

6. Какие из перечисленных ниже сталей боле склонны к образованию горячих трещин?

А). Стали с содержанием углерода от 0,25 % до 0,35 %.

В). С содержанием серы более 0,09 %.

С). С содержанием марганца и никеля от 0,8 до 1,5 %.

7. При сварке каких, перечисленных ниже, сталей более вероятно появление холодных трещин?

А). С содержанием углерода до 0,25 %.

В). С содержанием углерода более 0,4 %.

С). С содержанием углерода от 0,25 % до 0,35 %.

8. Какие углеродистые и низколегированные стали необходимо подогревать при сварке?

А). С эквивалентным содержанием углерода более 0,5 %.

В). С содержанием серы и фосфора более 0,05 % каждого.

С). С содержанием кремния и марганца до 0,5…1,5 % каждого.

9. Какие стали относятся к углеродистым сталям?

А). Сталь Ст3сп5, Сталь 10, Сталь 15, Сталь 20Л, Сталь 20К, Сталь 22К.

В). 45Х25Н20.

С). 15ГС, 20ГСЛ, 09Г2С

10. Какие стали относятся к группе кремнемаргацовистых сталей?

А). 5Х2НМФА, 16ГНМА, 20ХМА.

В). 10ХСНД, 10ХН1М, 12МХ.

С). 15ГС, 20ГСЛ, 09Г2С.

11. Что обозначает буква и следующая за ней цифр в маркировке сталей и сплавов?

А). Клейма завода-изготовителя.

В). Обозначения номера плавки и партии металла.

С). Условное обозначение легирующего элемента в стали и его содержание в процентах.

12. Какой буквой русского алфавита обозначают алюминий и медь в маркировке стали?

---

А). Алюминий - А, медь - М. В). Алюминий - В, медь - К. С). Алюминий - Ю, медь - Д.

13. Какой буквой русского алфавита обозначают вольфрам и ванадий в маркировке стали?

А). Вольфрам - Г, ванадий - В.

В). Вольфрам - В, ванадий - Ф.

С). Вольфрам - К, ванадий - Б.

14. Какой буквой русского алфавита обозначают кремний и кобальт в маркировке стали?

А). Кремний - К, кобальт - Т. В). Кремний - Т, кобальт - М. С). Кремний - С, кобальт - К.

15. Какой буквой русского алфавита обозначают титан и хром в маркировке стали?

А). Титан-Т, хром-Х. В). Титан-В, хром-Ф. С). Титан-Т, хром-Г.

16. Какой буквой русского алфавита обозначают углерод и цирконий в маркировке стали?

А). Наличие углерода буквой не обозначают, цирконий-Ц.

В). Углерод -У , цирконий - не обозначают. С). Углерод - С, цирконий - К.

17. Стали, содержащие углерода 0,1-0,7% называют

А). Низколегированными. В). Среднелегированными.

С). Высоколегированными Д). Углеродистыми

18. Укажите марку низколегированной низкоуглеродистой стали, содержащей С< 0,14%

А). 20ХГСА. В). 30ХН2МФА. С). 10Г2СI. D). 15ХСНД.

19. Какие примеси в железоуглеродистых сталях относятся к вредным?

А). Кремний; В). Марганец; С). Сера; D). Фосфор;

20. Каково максимальное (теоретически) содержание углерода в сталях (в %)?

А). 6,67%; B). 0,8%; C). 2,14%; D). 1,2%.

---

Смотрите также файлы

• Методические рекомендации письменные работы студентов. Структура и правила оформления Кемерово, 2014 1 назначение и область применения.docx

• Производственную.docx

• Россия и международный рынок технологий.rtf

• Контрольной работа.docx

• Консолидация, инкорпорация и ревизия нормативных правовых актов.docx