Аналіз впливу легувальних елементів та домішок на технологічну зварність сталі 16ГНМА. Методика та розрахунок фазового складу металу зварного шва. Кількість структурних складових металу навколошовної ділянки. Схильність до утворення тріщин при зварюванні.
За складом: дана сталь за вмістом легуючих елементів відноситься: до низьколегованої (3% легуючих елементів), за вмістом вуглецю: до низьковуглецевої (<0.18% вуглецю). Класифікація: сталь конструкційна вуглецева жароміцна високоякісна. Хімічний склад в % сталі 16ГНМА 560 400 21 60 1200 ?в - границя міцності (МПА) ?т - границя текучості для залишкової деформації (МПА) ? - відносне видовження при розриві (%)Вуглець (С) - Підвищення вмісту вуглецю полегшує перехід сталі в крихкий стан, кожна 0,1% С підвищує поріг холодноламкості на 20°С і розширює перехідний інтервал від вязкого до крихкого стану, при цьому знижується густина сталі, зростає електроопір і коерцитивна сила, знижується теплопровідність, залишкова індукція та магнітна проникність. Останнє проявляється в очищенні сталі і металу шва при зварюванні від шкідливої домішки - сірки шляхом утворення нерозчинних зєднань сірчистого марганцю, що легко видаляються з металу. При звичайному його змісті в вуглецевих сталях (0,3-0,8%) марганець сприятливо впливає на технологічність сталі і, крім того, зменшує розбризкування металу при зварюванні. Нікель є активним стабілізатором аустеніту (у чому й полягає його основне призначення як легуючого елементу), зберігаючи в сталі аустеніт до найнижчих температур. При легуванні аустенітна структура в сталі забезпечується при вмісті Ni 25%; при одночасному легуванні іншими елементами (наприклад, хромом) витрата нікелю може скоротитися в 2 рази.Для визначення фазового складу металу зварних швів низьколегованих сталей можна застосовувати діаграму (Рис.1.1), яку побудовано на підставі експериментальних даних.Оскільки в нас відсотковий вміст вуглецю входить в межі від С=0.18-0.35, то ми будемо розраховувати вміст мартенситу [4; ст.14-15] Кількість мартенситу в навколошовній ділянці ЗТВ можна визначити за наступними рівняннями Оскільки в нас товщина металу становить ?=8 мм, і зварювальний струм становить Ізв=300 А, то в нас буде повне проплавлення пластини, відповідно до цього в нас потужне швидкодіюче лінійне джерело (ПШЛД) Знайдемо середню швидкість охолодження в інтервалі 600…500°С за формулою: =300 28 1=8400 Вт Для розрахунку фазового складу навколошовної ділянки будемо використовувати діаграму узагальненого характеру (Рис.2.2) [4 ст.11]Тому при дотриманні режимів зварювання і правильному застосуванні присадкових матеріалів отримання шва без гарячих тріщин вирішується досить успішно. Найбільш розповсюдженим і небезпечним дефектом зварних зєднань являються холодні тріщини в зоні термічного впливу і металі шва,що виникають в загартованій структурі під впливом водню і зварювальних напружень. При зварюванні багатошарових швів часто зустрічаються поперечні тріщини,що перетинають метал шва і частково метал навколошовної зони, а також внутрішні поздовжні тріщини металу кореневих швів.Для вуглецевих та низьколегованих сталей найбільше поширення знайшов розрахунковий показник схильності до утворення гарячих тріщин (Hot Cracking Susceptibility - HCS) де HCS - параметр, що дозволяє оцінювати схильність зварних швів з низьколегованих сталей до утворення кристалізаційних тріщин у балах. Розрахунок будемо проводити за формулою СРСР за рекомендаціями держстандарту ГОСТ 27772-88, має вигляд: У разі його використання сталь: а) вважається не схильною до утворення холодних тріщин, якщо Секв <0,35 %; б) може за певних конструкторсько-технологічних умов зварювання утворювати холодні тріщини, якщо Секв = 0,35…0,6 %; в) має високу схильність до утворення холодних тріщин, якщо Секв > 0,6 %.Далі в розраховане значення вноситься поправка на товщину зєднуваного металу, мм: Загальний вуглецевий еквівалент: Температура попереднього підігрівання: =164 ОС [4; ст.23] Вибір технології зварювання даної сталі,що забезпечує необхідні технологічні властивості зварних зєднань можливе при умові врахування хімічного складу і товщини основного металу, параметрів режиму зварювання і температури підігріву зєднання, хімічного складу матеріалів, вмісту водню в металі шва,розробки кромок і типу зєднання. Надто висока погонна енергія зварювання приводить до утворення біля лінії сплавлення крупнозернистих структур з низьким показником ударної вязкості. Крім того, довге перебування окремих зон основного металу при температурах,що перевищують температуру відпуску сталі може сприяти знеміцненню металу. Підігрів сповільнює швидкість охолодження при температурі нижче 300 ОС і сприяє більш повному видаленні водню з наплавленого металу. при цьому зростає стійкість зєднань проти утворення холодних тріщин.Було визначено склад, клас та інші показники даної сталі. Марка даної сталі відноситься до високоякісної конструкційної сталі. Далі проаналізував вплив окремих легувальних елементів на технологічну зварність-легувальні елементи створюють в матеріалі задовільні механічні властивості (жаростійкість, ударна вязкість), визначив фазовий склад металу шва та навколошовної зони. При аналізі потенційної схильності до утворення тріщин був зроблений висновок,що для матеріалу є не
План
Зміст
Розділ 1. Матеріал: Сталь 16ГНМА
Розділ 2. Аналіз впливу окремих легувальних елементів та домішок на технологічну зварність
Розділ 3. Вибір методики та розрахунок фазового складу металу зварного шва
Розділ 4. Розрахунок кількості структурних складових металу навколошовної ділянки
Розділ 5. Аналіз потенційної схильності заданого матеріалу до утворення тріщин при зварюванні
Розділ 6. Розрахункова оцінка опірності металу зварного зєднання до утворення тріщин при зварюванні
Розділ 7. Розробка рекомендацій, щодо теплового режиму зварювання та розрахунок температури попереднього підігрівання
Висновок
Список використаної література
Розділ 1. Матеріал: Сталь 16ГНМА
Вывод
В даній курсовій я визначав розрахункову оцінку зварності сталі 16ГНМА. Було визначено склад, клас та інші показники даної сталі. Марка даної сталі відноситься до високоякісної конструкційної сталі. Далі проаналізував вплив окремих легувальних елементів на технологічну зварність-легувальні елементи створюють в матеріалі задовільні механічні властивості (жаростійкість, ударна вязкість), визначив фазовий склад металу шва та навколошовної зони. При аналізі потенційної схильності до утворення тріщин був зроблений висновок,що для матеріалу є небезпечними холодні тріщини, що виникають в загартованій структурі під впливом водню і зварювальних напружень.
При розробці рекомендацій щодо теплового режиму було розраховано,що перед зварюванням необхідний попередній підігрів задля уникнення тріщин. Хоча, виходячи з товщини даного матеріалу попередній підігрів робити не обовязково.
3. Влияние легирующих елементов на свойства сталей и вредные примеси
4. "Здатність до зварювання конструкційних матеріалів": Метод. Вказівки до практичних з дисципліни для студ. Напрямку 050504 “Зварювання" / Уклад.: О.А. Слівінський, Н.М. Стреленко. - К. НТУУ “КПІ”, 2010.
5. "Сварка и сариваемые материалы": Справочник в 3-х томах/ под общей редакцией докт. техн. наук В.Н. Волченка, Э.Л. Макарова-М.: Металургия, 1991, с 528.
Размещено на .ru
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
