Сварка легированных сталей
Опубликовано: 06.09.2018
В состав легированных сталей входят специальные легирующие элементы: хром, никель, вольфрам, молибден, ванадий, титан и другие. К легированным сталям относятся также и те стали, которые имеют повышенное содержание марганца и кремния. Легированные стали обладают по сравнению с углеродистыми более высокими механическими свойствами, а также и специальными свойствами, которые необходимы для работы изделий в условиях глубокого холода, агрессивных сред, высоких температур и давлений.
Для легированных сталей принято буквенно-цифровое обозначение. По этим обозначениям можно приблизительно определить химический состав сталей.
В государственных стандартах приняты следующие обозначения для легирующих элементов (см. табл. 67).
Табл.67.Условное обозначение легирующих элементов
Легированная сталь. Нержавейка.
Цифры, стоящие впереди марки стали, указывают среднее содержание углерода в десятых долях процента для высоколегированных сталей, и в сотых долях процента для низколегированных сталей.
Цифра, стоящая после той или иной буквы, указывает на среднее содержание этого элемента в процентах. Если после буквы цифра не стоит, то содержание этого элемента составляет около одного процента. Буква «А», стоящая в конце марки, указывает на повышенное качество стали. Такая сталь имеет ограничейное содержание вредных примесей.
Углеродистые и легированные стали.Материаловедение
Пример расшифровки состава стали по ее маркировке.
Маркировка 1Х18Н9Т относится к нержавеющей стали, содержащей в среднем 0,1% углерода, 18% хрома, 9% никеля и до 1 % титана.
Маркировка ЗОХГСА относится к низколегированной стали, в состав которой входит около 0,30% углерода, а содержание хрома, марганца и кремния не превышает 1% для каждого элемента в отдельности. Содержание вредных примесей ограничено: сера 0,03%, фосфор 0,035%.
Легирующие добавки оказывают следующее действие.
Хром вводится в конструкционные стали в пределах 0,7— 1,75%. В специальных сталях содержание хрома доходит до 30%. Хром способствует закаливаемости стали, несколько понижает пластические свойства стали; часто его добавляют в сплавы вместе с другими легирующими примесями, например, никелем, молибденом и др.
Никель сильно улучшает прочность и пластичность стали. Содержание никеля в легированных конструкционных сталях доходит до 5%. В специальных сталях никеля может быть до 50%. Чаще всего никель применяется в сочетании с другими элементами (хромом, кремнием и др.).
Молибден в конструкционных сталях содержится обычно в небольших количествах — до 0,60%- Молибден уменьшает склонность стали к перегреву, повышает ее стойкость при повышенных температурах, устраняет явление хрупкости при отпуске, повышает ударную вязкость, а также улучшает обрабатываемость стали в холодном и горячем состояниях.
Ванадий вводится в легированную конструкционную сталь в количествах 0,2—0,3%. Весьма ценным свойством малых количеств ванадия явдяется его способность измельчать зерно в стали. Ванадий повышает сопротивление стали перегреву, а также значительно улучшает механические свойства стали.
Титан вводится в сталь в небольших количествах — около 0,5%. Оказывает такое же действие, как ванадий. Кроме того, титан повышает вязкость стали и улучшает ее сварочные свойства.
Марганец содержится в любой стали в количествах 0,3— 0,7%. Как легирующая примесь марганец вводится в количестве до 14—17%. Марганец повышает закаливаемость стали и улучшает ее механические свойства.
Кремний входит в любую сталь в пределах до 0,6%. В легированные стали кремний вводится в количестве 0,8—1,2% для повышения упругих свойств. Большее содержание кремния (до 1,9%) вызывает некоторое понижение пластических свойств стали и ухудшает свариваемость.
Сварка легированной стали находится в большой зависимости от ее химического состава, при этом основное значение имеет количественное содержание углерода. Легирующие добавки влияют на свариваемость слабее углерода. Влияние легирующих примесей неодинаково, например, хром и марганец способствуют образованию трещин больше, чем никель. Благоприятно действует на свариваемость присадка титана.
Значительно ухудшают свариваемость стали вредные примеси: сера, фосфор и растворенные газы. Для получения нормальных результатов сварки содержание серы и фосфора не должно превышать 0,020—0,055%.