низколегированные стали это

Ранее уже отмечалось, что наблюдается сходство процессов сварки низколегированных материалов и малоуглеродистой стали. В сварочном процессе низколегированной стали применяют в основном электроды, имеющие фтористые покрытия или кальциевое напыления. Для сварочных работ в основном выбирают электроды разновидностей Э42А или Э50А. Данные типы электродов способны создавать повышающие защиту для металла от трещин кристаллизованного качества. Благодаря электродов также происходит повышение пластических свойств свариваемого металла. Электроды других типов такой характеристикой не обладают. Сварка низколегированной стали происходит при нормальном уровне пламя, его мощность обычно доходит до 110 дм 3 / ч, по расходу ацетилена на один мм толщины металлического основания. Чтобы обеспечить повышение механических характеристик шва, его дополнительно проковывают и затем нормализуют. Температура ковки доходит в таком случае до 850 градусов.

Некоторые виды сталей могут подвергаться нежелательной закалке на воздухе, для предотвращения этого такие стали предварительно подогревают перед сваркой. Другие разновидности легированных сталей дополнительно после сварочного процесса допускают для термической обработки с целью повышения прочности конструкции. При процессе формования изделий из низколегированной теплостойких сталей чаще всего применяют ручной способ сварки электродами со специальным напылением, или полуавтоматическую сварку в условиях защитных газов. Для сварки хромистых и молибденовых сталей всегда используют первичный подогрев. Стали с небольшой концентрацией углерода также рекомендуется подогревать до температуры 200 градусов. А вот при проведении сварочных работ по стали не устойчивыми к коррозии, необходимо предотвращать попадание брызг сварочного металла на основной. Брызги под влиянием факторов окружающей среды могут стать очагами коррозии.

Разница между двумя близкими видами стали - малоуглеродистой и низколегированной, заключается в том, что последняя проявляет склонность к формированию закалочных структур в металлической основе шва и околошовной зоне при слишком быстрого процесса охлаждения. Если сварочный металл дополнительно насыщается марганцем или подобными металлическими элементами, то в получении конструкциях формируются закалочные структуры. Вследствие этого сварочный процесс низколегированной стали ограничивается некоторыми пределами по сравнению со сваркой малоуглеродистой стали. Прочность стали в таком случае обеспечивается за счет переноса-легирования элементов с преобладающего металла.

Процесс сварки низколегированных материалов может происходить по - разному. Все зависит от состава стали, которая подвергается сварочному воздействия. Отличительной чертой сварки низколегированной стали является тот факт, что легирующие компоненты под сварочным влиянием в основном выгорают. Поэтому металл шва сварки может значительным образом отличаться от свойств металла основания. Низколегированные по сравнению с малоуглеродистых имеют склонность к деформациям и к возможности сильного перегрева металла. Чтобы предотвратить эти эффекты при сварочном процессе необходимо использовать горелки меньшей мощности с нормальной концентрацией ацетилена, или немного повышенной.

В обозначении марок легированных сталей по ГОСТ входят буквы и цифры. Буква показывает, какой легирующий элемент входит в сталь, а стоят за ней цифры - среднее содержание элемента в процентах. Если данного элемента содержится в стали менее 1%, то цифры по букве не ставятся. В обозначении марок конструкционных сталей впереди всегда стоят две цифры, обозначающие содержание в стали углерода в сотых долях процента. Буква А означает, что сталь содержит пониженное количество серы и фосфора и является высококачественной. Буква Т в конце обозначения марки указывает, что сталь содержит титан, а буква Б - ниобий. Например, высоколегированная сталь 0Х18Н9Т содержит: углерода менее 0,1%, хрома в среднем 18%, никеля в среднем 9% и титана до 1%.

Высоколегированные стали имеют повышенное содержание легирующих элементов - Cr и Ni (обычно не ниже 16 % и 7 % соответственно). Они предоставляют таким металлам соответствующую структуру и необходимые свойства. Высоколегированные стали по сравнению с менее легированными обладают высокой хладостойкое , коррозионно жаропрочностью и жаростойкостью. Несмотря на высокие свойства этих сталей , их основное служебное назначение определяет соответствующий подбор состава легирования. В соответствии с этим их можно разделить на три группы: жаростойкие , жаропрочные и коррозионно.

После соответствующей термообработки высоколегированные стали обладают высокими прочностными и пластическими свойствами. В отличие от углеродных при закалке эти материалы приобретают повышенные пластические свойства. Структуры высоколегированных сталей очень разнообразны и зависят в основном от их химического состава, то есть от содержания основных элементов: хрома ( ферритизатора ) и никеля ( аустенитизатора ). Также на структуру влияет содержание других легирующих элементов - ферритизаторов (Mo , Ti , Si , Al , W , V) и аустенизаторов ( Co , Cu , C, B).

Эти стали выплавляют из чистых шихтовых материалов для повышения пластичности и вязкости. Также их тщательно очищают от фосфора, серы , газов и различных неметаллических включений. В этом случае стали могут подвергаться электрошлаковой или вакуумно дуговой переплава , рафинированию в ковше жидкими синтетическими шлаками. Хорошее сочетание прочности , вязкости и пластичности среднелегированных сталей достигается термомеханической обработкой.

Высоколегированные стали обладают комплексом положительных свойств. Поэтому одну и ту же марку иногда можно использовать для изготовления изделий различного назначения. В связи с этим и требования к свойствам сварных соединений будут индивидуальными. Это определит и разную технологию выполнения сварочных работ , направленную на получение сварного соединения с необходимыми свойствами , обусловленными составом металла шва и его структурой.

Укрепление за счет перлита Acrn определяется содержанием перлитной составляющей в структуре стали и ее дисперсностью, т. Е зависит от состава стали, устойчивости переохлажденного аустенита и скорости охлаждения из аустенитного состояния. Легирующие элементы (Mn, Cr, Ni, Mo и др.) Увеличивают устойчивость переохлажденного аустенита, вследствие чего при охлаждении после горячей прокатки (или в процессе нормализации) будут образовываться более низкотемпературные продукты распада аустенита. Как правило феррито-перлитной структуры стали сохраняется, но в ней несколько увеличивается количество перлитной составляющей вследствие образования псевдоперлита (перлит с содержанием углерода менее эвтектоидного). В ряде сталей возможно образование продуктов распада по верхней части промежуточной области. Сильные Вехи - дообразователи (Nb, V, Ti и др.) Будут повышать устойчивость аустенита, если они растворены в аустените, в том случае, когда эти элементы связаны с карбонитридным фазой, устойчивость аустенита будет уменьшаться вследствие их зародышевого влияния на распад аустенита и связывания части углерода в специальные карбиды. Последнее при- 'ведет к некоторому уменьшению количества перлита в структуре стали. Однако основным элементом, определяющим количество перлита, является углерод. Вклад перлитной составляющей в предел текучести стали с ферритной основой учитывают путем умножения эмпирического коэффициента на процент перлита. Для низколегированных сталей справедлива формула:

В формулах (28), (29) и (32) не фигурируют параметры, характеризующие свойства частиц карбонитридов, т. Е На первый взгляд природа частиц упрочняющей фазы не влияет на свойства стали, а все определяется концентрацией и размером частиц упрочняющей фазы. На самом деле параметры Я и D напрямую зависят от природы выделяется фазы, режима термической обработки и содержания легирующего элемента в стали. Так, при одинаковом содержании в низколегированных сталях Nb, V и Ti их объемная доля близка, но размер ^ частиц карбида NbC будет минимальным, а карбида TiC - максимальным. Поэтому параметр к расти от стали с ниобием к стали с ванадием и затем к стали с титаном, а укрепление, в соответствии с уравнениями (28) и (29), будет уменьшаться в той же последовательности. В этом примере природа упрочняющей фазы проявилась в размере частиц упрочняющей фазы и связанным с ней значением межчастичного расстояния, является главным фактором укрепления.

В феррито-перлитных сталях свойства легированного феррита существенно обусловливают уровень их механических свойств. Можно приближенно считать, что такие некарбидообразующие элементы, как Si, Ni, Р, целиком входят в состав феррита. Медь мало растворимый в феррите и образует самостоятельную фазу. В феррите горячекатаных сталей (нормализованных), как показывают опытные данные, обычно - растворено -0,01-0,02% (C N). Остальное количество углерода и азота связано в цементит и специальные карбиды и нитриды. Из числа карбидообразующих элементов (Mn, Cr, Mo, Nb, V, Ti) практически полностью связаны в специальные карбиды Nb, V и Ti. Нитридообразую - щий элемент Al обычно полностью связан в нитриды и неметаллические включения. Молибден и хром входят в состав карбидной фазы и частично растворенные в феррите. Относительно слабый карбидообразующих элемент марганец самостоятельных карбидов в стали не образует и практически полностью растворен в феррите.

Применение низколегированных сталей в строительстве вместо углеродных позволяет уменьшить массу строительных конструкций, получить значительную экономию металла (до 50-80%), повысить надежность конструкций, особенно уменьшить их склонность к хрупким разрушениям, а также решить целый ряд других задач. Производство низколегированных строительных сталей особенно сильно возросло в послевоенные годы (с 1955 по 1970 г.) в 17 раз. В настоящее время оно достигает 13% от общего производства стали. При этом более половины производства низколегированных сталей используют в капитальном строительстве, другую часть их потребляют на изготовление труб магистральных газопроводов, металлоконструкций машин и механизмов, в судостроении и других отраслях народного хозяйства.

1060.8019ms

Похожие статьи

Вход для пользователей