Технология сварки легированных сталей - Учебное пособие

Министерство образования Российской федерации Технология сварки легированных сталей Технология сварки легированных сталей: Учеб. пособие. В учебном пособии рассматриваются вопросы технологии сварки плавлением легированных сталей. Пособие предназначено для студентов старших курсов, обучающихся по специальности «Оборудование и технология сварочного производства» и может быть полезно для студентов родственных специальностей.Легированными называют стали, в состав которых введены специальные (легирующие) добавки с целью придания сталям определенных механических свойств, повышения стойкости против хрупкого разрушения, а также обеспечения специальных свойств (коррозионной стойкости, жаростойкости, жаропрочности ). Марганец (Mn) считается легирующим элементом при содержании его в сталях > 0,7 %, а кремний (Si) > 0,4 %). Стали, химический состав которых аналогичен составу сталей первой группы, однако эти стали бесперлитные или имеют пониженное содержание перлита. Стали с пониженным содержанием перлита имеют не более 0,12 % С, бесперлитные - <0,09 % С, причем они могут иметь повышенное до 2 % содержание Mn и могут быть легированы молибденом (до » 0,3 % Mo) или хромом (Cr) до 1 %. Они также делятся на конструкционные; стали эксплуатируемые при температуре до 450 0С (для корпусов сосудов высокого давления); стали для эксплуатации при низкой (минус 50 - 80 0С) температуре; улучшенные стали (для корпусов сосудов высокого давления, роторов турбин и т.п.).Эти требования обеспечиваются при выборе соответствующих сварочных материалов и доли участия основного металла в формировании шва в широком диапазоне параметров режима различных способов сварки плавлением. Исследовано влияние ниобия на структуру и механические свойства швов, выполненных сваркой под флюсом [5]. В шве состава (в %): С = 0,1; Mn = 1,35; Si = 0,31, полученном сваркой под флюсом, ниобий увеличивает прокаливаемость и подавляет ферритное и перлитное превращения, снижает количество феррита по границам зерен и увеличивает содержание игольчатого феррита в металле шва. При содержании в стали ? 0,16-0,18 % С и ~1,5 % Mn временное сопротивление достигает 560-580 МПА, а предел текучести металла толщиной ? 16-20 мм ? 450 МПА, ударная вязкость такой стали при низких температурах высокая: при - 40 0С она больше 300 КДЖ/м2. При сварке конструкций из толстостенного проката применяются: электрошлаковая сварка, сварка в узкую разделку механизированными дуговыми способами, электронно-лучевая сварка.Рассматриваемая группа сталей (40Х, 30ХГСА, 25Н3 и др.) относится к закаливающимся сталям, в сварных соединениях которых под действием термического цикла сварки (ТЦС) могут образовываться хрупкие и малопластичные зоны в участках, где металл нагревался до температур выше точки Ас3. Холодные трещины возникают как в интервале температур образования мартенсита (250 0С и ниже), так и после полного остывания сварного соединения, спустя некоторое, иногда значительное время после сварки (1-2 суток). После сварки 2-го и последующих слоев ОШЗ охлаждается значительно медленнее, чем после сварки одного 1-го слоя (рис. В момент, когда температура в точке 1 понизится до допустимого значения ТВ (ТВ >ТМ), тепловая волна от наложения 2-го слоя осуществит повторный нагрев металла ОШЗ 1-го слоя, но до температуры более низкой, чем при сварке 1-го слоя. Длина участка, при которой металл в ОШЗ после сварки 1-го слоя охладится до температуры ТВ, определяется по формуле Н.Н.Стали этой группы содержат небольшое количество углерода, а также 3-4 % легирующих элементов, но среди этих элементов обязательно присутствует молибден (Мо), молибден - хром (Cr), молибден - хром-ванадий (V). Особую группу образуют стали с бором или стали низколегированные молибденом, молибденом и хромом или никелем (Ni). Эта сталь достаточно устойчива против образования холодных трещин при сварке, однако при толщине листов более 20-25 мм требуется предварительный подогрев. Так как в околошовной зоне при сварке приведенных сталей образуется мартенсит или смесь твердых структур распада, чувствительных к воздействию водорода, то при сварке хромомолибденовых и никельхромомолибденовых сталей следует применять предварительный подогрев и проверять содержание диффузионного водорода в металле сварного шва или применять последующий нагрев после сварки. Для сварки сталей с молибденом и бором применяют сварочные материалы, содержащие марганец и молибден или марганец и никель, а в случае сварки стали с хромом, молибденом и бором или с никелем, хромом, молибденом и бором - комплексно легированные сварочные материалы (Mn-Ni-Cr, Mn-Ni-Cr-Mo), которые обеспечивают соответствующий уровень прочности и переходные температуры.Сопротивляемость образованию холодных трещин - основного дефекта при сварке этих сталей - связывается с формированием ВХМН у линии сплавления и последующим превращением аустенита в околошовной зоне, характером и величиной сварочных напряжений, распределением водорода в процессе сварки.

Оглавление

Введение

Глава 1.Технология сварки конструкционных низкоуглеродистых низколегированных сталей

Глава 2. Технология сварки машиностроительных низколегированных сталей (с повышенным содержанием углерода)

Глава 3. Технология сварки низколегированных сталей с особыми свойствами (теплоустойчивые стали)

Глава 4. Технология сварки среднелегированныхмашиностроительных сталей

Глава 5. Технология сварки высоколегированных сталей

Глава 6. Технология сварки разнородных сталей

Литература