Низколегированные и высокопрочные стали

Категория:
Сварные соединения


Низколегированные и высокопрочные стали

Материалы этой группы обычно используются для изготовления сварных узлов, воспринимающих значительные нагрузки.

Сюда относятся, главным образом, стали с многокомпонентным легированием, обладающие высокими механическими характеристиками, повышенной стойкостью против хрупкого разрушения и некоторыми специальными свойствами.

Главной и общей характеристикой высокопрочных материалов являются их механические свойства. Стали этой группы обладают временным сопротивлением от 80 до 160 кГ/мм2 и более, что значительно превышает временное сопротивление конструкционных материалов других групп.

Стали этой группы, используемые для сварных конструкций, в основном относятся к перлитному классу и после медленного остывания в равновесном состоянии представляют доэвтектоидную сталь. Однако некоторые из них, содержащие 5 — 6% и более легирующих элементов, могут относиться к мартенситному классу, высокие прочностные свойства этих сталей достигаются легированием элементами, упрочняющими феррит, высокой культурой металлургического производства и надлежащей термической обработкой, после которой в полной мере проявляется положительное влияние легирования. Поэтому такие конструкционные стали всегда характеризуются как химическим составом, так и видом термической обработки. Стали этой группы, предназначенные для изготовления сварных конструкций, как правило, подвергаются улучшению (закалке с последующим высоким отпуском) или закалке и низкому отпуску. В качестве легирующих элементов для этих сталей применяются хром, марганец, кремний, никель, медь, титан и др. При изготовлении ряда конструкций от материалов, кроме обеспечения высоких прочностных характеристик в обычных условиях, требуется также сохранение их в определенной степени при высоких температурах и при длительном воздействии постоянных нагрузок.

Для повышения жаропрочности сталей в их состав дополнительно вводятся такие легирующие элементы, как молибден, вольфрам, ванадий, энергично повышающие температуру разупрочнения стали при нагреве.

В качестве примера может быть приведена сталь марки 25ХСНВФА, в состав которой входят ванадий и вольфрам.

В отожженном состоянии предел прочности ее равен 85 кГ/мм2 при 6>15%. Закалкой при 910 °С с охлаждением в масле и последующим отпуском при 350° С получают ов=140 кГ/мм2 и удлинение не менее 10%. Как видно, при высокой прочности сталь 25ХСНВФА обладает достаточной пластичностью и сравнительно хорошо сохраняет свои прочностные характеристики при нагреве — при 300 °С — 90%, а при 500 °С — 55% от исходной прочности. Поэтому такая сталь используется для изготовления узлов, работающих в условиях нагрева.

Для изготовления сварных изделий из сталей этой группы используется большинство известных методов сварки плавлением и контактной и в некоторых случаях — пайка. При пайке материалов этой группы в зависимости от предъявляемых к соединению требований могут применяться припои с низкой или высокой температурой плавления. Пайка припоями первого типа производится различными паяльниками или погружением в жидкий припой обычно с использованием активных флюсов.

Более прочные соединения получаются при пайке тугоплавкими припоями.

Окисная пленка, образующаяся на поверхности деталей при температурах свыше 570 °С, состоит из закиси железа FeO, которая легко восстанавливается водородом при 1000 — 1100 °С и удаляется с помощью флюсов. Нагрев таких сталей в вакууме или атмосфере инертных газов не дает окисления, и пайка в этих условиях возможна без флюса.

Пайка сталей этой группы рекомендуемыми припоями может производиться в газовом пламени, в печах с контролируемой средой или вакууме, с индукционным нагревом, в ваннах с жидким припоем и с контактным нагревом. При пайке в печах с восстановительной атмосферой в качестве припоя широко применяется медь.

При пайке необходимо учитывать чувствительность термически обрабатываемых сталей этой группы к тепловому воздействию, что требует тщательного выбора температуры плавления припоя и сочетания пайки с термической обработкой.

Полная термическая обработка паяных стальных соединений (включая закалку) не рекомендуется из-за разных коэффициентов расширения стали и нежелезных припоев, что может вызвать местные разрушения паяных швов.


Реклама:



Читать далее:



Статьи по теме:


Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум