Конструкционные легированные стали

  Удельная  прочность некоторых конструкционных  материалов 

  Рис. 3.Диаграмма  для выбора марок конструкционной  стали в зависимости от заданной прочности и размера сечения детали:

  1 - 30ХН3М; 2 - 30ХН3; 3 - 34ХМА; 4 - 33ХСА;

     5 - 30Н3; 6 - 35ХА; 7 - 35СГ; 8 - сталь 30 ТЕХНОЛОГИЯ СВАРКИ ЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ

Сварка  низколегированных и среднелегированных конструкционных сталей. Свариваемость таких сталей зависит от содержания углерода и легирующих компонентов и ухудшается с ростом содержания углерода и легирующих компонентов. Стали кремнемарганцевой группы 151 С, 18Г2С и 25 Г2С сваривают электродами типа Э60А марки УОНИ-13/65 Перед сваркой кромки тщательно зачищают от грязи, ржавчины и окалины Сварку выполняют предельно короткой дугой. Изделие перед сваркой подогревают до температуры 200 ⁰ С электроды перед сваркой прокаливают при 400 ⁰ С в  течение одного часа.

  Кремнемарганцемедистые  стали 10Г2СД, 10ХГСНД, 15ХСНД и 12ХГ сваривают  электродами типа Э5ОA марки УОНИ-13/55. Изделие перед сваркой не подогревают.

  Сварка  легированной машиностроительной стали. Хромистая сталь 15Х сваривается электродами УОНИ-13/85 предельно короткой дугой без подогрева и последующей термической обработки.

  Хромомолибденовая сталь 15ХМ сваривается электродами  ЦЛ-14 с предварительным подогревом изделия до 250 — 300°С и последующим  высоким отпуском при 710°С. Сталь  марки 30ХМ сваривается электродами  ЦЛ-30-63 с предварительным подогревом изделия до 350°С и последующим отпуском при

  Хромокремнемарганцевые  стали 20ХГСА, 25ХГСА, 30ХГСА, 30ХГСЫА свариваются  электродами ЦЛ-18-63 или НИАТ-ЗМ предельно  короткой дугой. После сварки сварные  соединения подвергаются термической  обработке на высокую прочность: закалка с температуры 880°С и низкий отпуск. Технологические характеристики электродов для сварки некоторых легированных машиностроительных сталей приводятся в табл. 32.

  Сварка  теплоустойчивых сталей. К теплоустойчивым  сталям относятся 12 MX; 20МХЛ; 34ХМ; 20ХЗМВФ; 20ХМФ; 20ХМФЛ; 12Х1М1Ф; 15ХМФКР; 12Х2МФБ; Х5М; 15Х5МФА; Х5ВФ; 06Х13; Х17; 1X13 и др.

  Изделия из сталей 12МХ и 20МХЛ, работающие при  температуре до 550°С, свариваются  электродами ЦЛ-14. Сварку выполняют с предварительным подогревом изделия до 250-300°С для стали 20МХЛ и до 200°С - для стали 12МХ. После сварки рекомендуется высокий отпуск при температуре 710°С. Сталь 12МХ можно сваривать также электродами ГЛ-14, если изделие работает при температуре до 520°С. Подогрев и отпуск такие же, что и при применении электродов ЦЛ-14.

  Изделия из сталей 34ХМ и 20ХЗМВФ, работающие при  температуре до 470°С, сваривают электродами  ЦЛ-30-63. Сварку выполняют с предварительным  и сопутствующим подогревом изделия до 350°С для стали 34ХМ и до 400 — 450°С — для стали 20ХЗМВФ. Сварные соединения подвергаются отпуску: сталь 34ХМ — при температуре 600°С, сталь 20ХЗМВФ - при температуре 680°С.

  Изделия из сталей 20ХМФ, 20ХМФЛ, 12X1М1Ф, работающие при температуре до 570°С, сваривают электродами ЦЛ-20-63. Сварка выполняется короткой дугой с предварительным и сопутствующим подогревом изделия до 300 —350 °С. После сварки рекомендуется высокий отпуск при 700 —740°С в течение 3 ч.

  Изделия из сталей 15ХМФКР и 12Х2МФБ, работающие при температуре до 600°С, сваривают электродами ЦЛ-26М-63. Сварку выполняют короткой дугой с предварительным и сопутствующим подогревом до температуры 350 —400°С, а после сварки выполняют высокий отпуск при температуре 740 — 760 °С.   
 
 

  Изделия из сталей Х5М и 15Х5МФА, работающие в агрессивных средах при температуре до 450°С, сваривают электродами ЦЛ-17-63 с предварительным и сопутствующим подогревом до 300 —450°С и с последующим высоким отпуском после сварки при температуре 760°С в течение 3 ч. Изделие из сталей Х5ВФ, ОбХ13 и XI7 сваривают электродами СЛ-16.

  Сварка  высоколегированных коррозионностойких, жаростойких и жаропрочных сталей и сплавов. К сварным соединениям высоколегированных сталей и сплавов кроме требований попределу прочности, а также пластичности предъявляются и другие требования, которые определяются назначением конструкции и свойствами свариваемого металла. Эти требования следующие:

  для коррозионностойких (нержавеющих.) сталей — возможность противостоять межкристаллитной, общей жидкостной, ножевой коррозии под напряжением;

  для окалиностойких сталей и сплавов  — способность противостоять окалинообразованию и межкристаллитной газовой коррозии;

  для жаропрочных сталей и сплавов  — обеспечение длительной прочности, сопротивляемости ползучести, стабильности микроструктуры, стойкости против хрупкости при длительномвоздействии высоких температур и нагрузок и малой чувствительности к надрезу и окалиностойкости.

Основными трудностями при сварке высоколегированных сталей и сплавов являются: обеспечение  стойкости сварных соединений против образования кристаллизационных трещин, коррозионной стойкости, а также сохранения свойств соединений под действием рабочих температур и напряжений.

Сварка  коррозионностойких сталей. К коррозионностойким сталям относятся ОХ18Н10, ОХ18Н10Т, X18HI0T, Х18Н9, Х18Н9Т, ОХ18Н12Т, ОХ18Н12Б, 1X21Н5Т, 1Х16Н13Б, Х18Н12Т и др.

  Стали ОХ18Н10Т, ОХ18Н10 и Х18Н10Т сваривают  электродами ОЗЛ-14, если к металлу шва предъявляются требования стойкости против межкристаллитной коррозии. Сварка этими электродами обеспечивает в сварном шве содержание ферритной фазы 6—10%.

  Стали Х18Н9, Х18Н9Т сваривают электродами  ОЗЛ-8, если к металлу шва не предъявляются  требования стойкости против межкристаллитной коррозии или если сварное соединение будет эксплуатироваться при температуре до 350°С (при отсутствии агрессивных сред — при температуре от 253 до 800°С). Содержание ферритной фазы в сварных швах колеблется от 3,5 до 8,5%.

Стали Х18Н10Т, Х18Н9Т, ОХ18Н12Т, ОХ18Н12Б, 1Х21Н5Т, 1Х16ШЗБ свариваются электродами ЦЛ-11, если к сварному шву предъявляются жесткие требования стойкости против межкристаллитной коррозии. Содержание ферритной фазы в сварных швах обеспечивается от 2,5 до 7%. 
 
 

Список используемой литературы: 

1. Матюнин В.М. Карпман  М.Г., Фетисов Г.П. Материаловедение и технология металлов - Высшая школа Год: 2002 

2.   Фетисов Г.П.  Материаловедение и технология металлов - Высшая школа, 2000 

3.  Ю.М.Лахтин, В.П.Леонтьева «Материаловедение» «Технология металлов и материаловедение» под редакцией к.т.н. Л.Ф.Усовой 

4.  Гуляев А.П.  Металловедение,2003 

5.  Лахтин Ю.М.  Материаловедение,2001