Главная страница
Навигация по странице:

  • 1. КЛАССИФИКАЦИЯ СТАЛЕЙ И СПЛАВОВ Классификация сталей и сплавов осуществляется по следующим показателям:1. По химическому составу

  • 2. По назначению в зависимости от основных свойств

  • 3. По системе легирования

  • 4. По структуре

  • 5. По системе упрочнения твердого раствора

  • Контрольные вопросы к главе 1

  • 2. ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

  • Бондаренко. Брянский государственный технический университет


    Скачать 7.13 Mb.
    НазваниеБрянский государственный технический университет
    АнкорБондаренко.doc
    Дата28.01.2017
    Размер7.13 Mb.
    Формат файлаdoc
    Имя файлаБондаренко.doc
    ТипУчебное пособие
    #914
    страница2 из 15
    1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   15

    УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ


    В тексте приняты следующие условные обозначения:

    АДС – автоматическая дуговая сварка;

    АрДС – аргонодуговая сварка;

    ЭЛС – электронно-лучевая сварка;

    ЭШС – электрошлаковая сварка;
    РДС – ручная дуговая сварка штучными электродами;

    ГЦК – гранецентрированная кристаллическая решетка;
    ОЦК – объемно-центрированная кристаллическая решетка;

    Тпп – температура предварительного подогрева;

    Тпл – температура плавления;

    Тлс) – температура ликвидуса (солидуса);

    ТИХ – температурный интервал хрупкости;

    ГТ – горячие трещины при сварке;

    XT – холодные трещины при сварке;

    Vкр критическая скорость деформации;

    T – физический предел текучести стали;

    В – временное сопротивление;

     – условный предел текучести;

     – относительное удлинение при разрыве;

     – относительное сужение;

    KCV – ударная вязкость;

    Мн, Мк – температура начала (конца) мартенситного превращения

    ЗТВ – зона термического влияния;

    ВДП – вакуумно-дуговой переплав;

    ШП – шлаковый переплав;

    ВИП – вакуумно-индукционный переплав;

    ЛЭ – легирующие элементы;

    МКК – межкристаллитная коррозия;

    ОШЗ – околошовная зона;

    ЛТ – ламелярные трещины;

    ТПН – трещины повторного нагрева;

    ХР – хрупкие разрушения;
    МХН – микрохимическая неоднородность.

    1. КЛАССИФИКАЦИЯ СТАЛЕЙ И СПЛАВОВ

    Классификация сталей и сплавов осуществляется по следующим показателям:

    1. По химическому составу:

    А. Углеродистые стали:

    – низкоуглеродистые (до 0,22 % С);

    – среднеуглеродистые (0,23...0,45 % С);

    – высокоуглеродистые (более 0,45 % С).

    Б. Легированные стали:

    а) низколегированные (количество легирующих элементов не превышает 5 %), которые, в свою очередь подразделяются:

    – на низкоуглеродистые конструкционные (09Г2, 14Г, 10ХСНД);

    – теплоустойчивые (12ХМ, 20ХН, 20ХМФ);

    – среднеуглеродистые (30ХГСА, 35ХМ).

    б) среднелегированные (количество легирующих элементов составляет 5...10 %):

    – конструкционные (30ХГСНД, 30ХН2МФА);

    – теплоустойчивые (20Х2МА, 12Х5МА).

    в) высоколегированные стали (количество легирующих элементов от 10 до 55 %).

    г) высоколегированные сплавы:

    – сплавы на железоникелевой основе – твердый раствор хрома в железоникелевой основе (Fe+Ni > 65 %);

    – сплавы на никелевой основе – твердый раствор хрома и других элементов в никелевой основе (Ni > 55 %).

    2. По назначению в зависимости от основных свойств:

    – коррозионно-стойкие, способные сопротивляться разрушениям в условиях воздействия коррозионной среды (воды, газа, пара, кислот, щелочей и т. п.) в течение расчетного срока эксплуатации (стали 12X13, 20X13, 30X13, 04Х18Н10, 12Х17Г9АН4, 10Х17Н13М2Т и другие);

    – жаростойкие (окалиностойкие), способные сопротивляться окисляющему действию рабочей среды при Т > 500 °С, работающие в слабонагруженном состоянии в течение расчетного срока эксплуатации; для Т< 900°С – стали 12X17, 08Х17Т, 15X18СЮ; для Т < 1300°С – сталь 15Х25ТЮ;

    – жаропрочные, способные сохранять прочность, пластичность и стабильность структуры при высоких температурах, работающие в нагруженном состоянии и обладающие при этом достаточной окалиностойкостью; для Т < 550 °С – стали 25Х2МФ, 11Х11Н2В2МФ; для Т = 600...700 °С – стали 12Х18Н10Т, 45Х14Н14В2М, 10X11Н20Т3Р.

    Стали коррозионно-стойкие, жаростойкие, жаропрочные называют также нержавеющими.

    – холодостойкие, сохраняющие достаточную пластичность и вязкость при температурах от 0 до -269 °С. Для Т = -196 °С – сталь 03Х13АГ19, для Т = -253 °С – сталь 03Х9К14Н6М3Т, для Т = -269 °С – сталь 12Х18Н10Т;

    – радиационно-стойкие, способные сохранять структуру и свойства в условиях облучения. Наибольшее влияние структурные изменения оказывают на механические свойства (В, Т растут, а , , KCV уменьшаются в зависимости от суммарного потока нейтронов, снижается жаропрочность и происходит "разбухание" металла на 3...10 %).

    3. По системе легирования:

    • хромистые стали (X) – 20X13, 12X17 и др.

    • хромоникелевые (ХН) – 08Х18Н10, 12Х18Н10Т и др.

    • хромомарганцовистые (ХМ) – 03Х13НГ19, 10Х14АГ15 и др.

    • хромоникельмарганцовистые – 08Х18Н2Г8Т, Х19Н8Г10АМ.

    Основными легирующими элементами являются Cr и Ni. Они определяет свойства и структуру высоколегированных сталей и сплавов. В качестве легирующих элементов применяются С, Si, Mn, W, Ti, Al и др., которые обеспечивают особые свойства сталей и сплавов.

    4. По структуре (табл. 1):

    • мартенситные – стали 15Х12ВНМФ, 18Х11МНФБ, 15Х11МФ;

    • мартенситно-ферритные – кроме мартенсита не менее 5 % феррита – стали 08X13, 12X13, 20X13, 08Х14МФБ и др.;

    • ферритные – не претерпевающие  превращений – стали 15X28, 15Х25Т, 18Х17Т, 08Х23С2Ю, ЭП 882-ВИ, ЭП 904-ВИ и др.;

    • аустенитно-ферритные с содержание феррита более 10% – стали 08Х22Н6Т, Х21Н5Т, Х28АН, 12Х21Н5Т, 08Х23Н6, 03Х22Н6М2;

    • аустенитно-мартенситные – стали 09Х15Н8Ю, 08Х17Н5М3;

    • аустенитные – имеющие однофазную структуру аустенита – стали 000Х18Н10Т (С < 0,03 %), 00Х18Н10 (С < 0,04%), 0Х18Н18Н10 (С < 0,08 %), 10Х14Н14М3Т, Х25Н20С2 и др.

    Таблица 1

    Структурные составляющие системы "железо–углерод" (Fe–C)


    Элемент

    Фаза

    Вид и параметры кристаллической решётки, нм

    Растворимость углерода (С), %

    Удельный объём, см3

    Свойства

    Феррит (Ф)

    Твердый раствор внедрения углерода в железе

    (также и железе)

    ОЦК

    2,86

    0,006 при 0 С

    0,02 при 723 С

    0,1271

    Пластичен, мягок, ферромагнитен до 768 С. В = 300 МПа;  = 40 %; Т = 120 МПа;  = 80 %; KCV = 2,5 МДж/м2

    Аустенит (А)

    Твердый раствор внедрения углерода в –железе

    ГЦК

    3,56

    2,14 при 1130 С

    0,1275

    Мягок, прочнее феррита, пластичен, хладостоек,

    жаростоек, кислотостоек.

    KCV = 2,5 МДж/м2;  = 40%; В = 650 МПа;  = 55 %;

    Т = 120 МПа; НВ = 1800

    Цементит (Ц)

    Химическое соединение железа с углеродом

    (карбид железа), Fe3C

    Сложная

    ромбическая

    6,69

    0,1304

    Хрупок, тверд,

    слабомагнитен

    НВ = 8000 (65 HRC)

    Перлит (П)

    Эвтектоидная

    (механическая) смесь

    Ф + Ц



    0,80

    0,1286

    Прочная структурная составляющая  = 16 %;

    НВ = 1900; в = 850 МПа

    Ледебурит (Л)

    Эвтектоидная смесь А + Ц



    4,3 при 1130 С



    Хрупок, тверд НВ  6000

    Мартенсит (М)

    Пересыщенный твердый

    раствор С в железе

    ОЦК

    тетрагональная



    0,1310

    Хрупок, тверд

    HRC  60

    Карбиды (К)

    Соединение С с одним или несколькими металлами







    Хрупкие, очень твердые


    Принадлежность стали к той или иной структурной группе можно определить по диаграмме Шеффлера (рис. 1).

    Рис. 1. Структурная диаграмма металлов (по Шеффлеру)
    5. По системе упрочнения твердого раствора:

    • карбидное – характерно для жаропрочных и жаростойких сталей с содержанием углерода 0,2...1,0 %; при выдержке стали при Т = 600...650 °С выпадают сложные карбиды Fe, Cг, Nb, V, W типа Me23C6, Ме6С, MeC и другие, которые располагаются по границам зерен и "заклинивают" их;

    • боридное – характерно образованием боридов Fe, Cr, Mo, Nb;

    • интерметаллидное – характерно для никельсодержащих жаропрочных сталей легированных Ti (1,0...3,5 %) и Аl (до 6 %). При Т = 650...850 °С образуются мелкодисперсные интерметаллиды типа Ni3 (Ti, Al), (Ni; Fe)2Ti и другие. Наличие других элементов может привести к карбидному виду упрочнения.


    Контрольные вопросы к главе 1

    1. По каким показателям классифицируются стали и сплавы?

    2. Перечислите структурные составляющие системы Fe–C.

    3. Чем отличается аустенит от феррита?

    4. Как классифицируются стали по назначению?

    5. Каким образом определяется принадлежность стали к структурному классу?

    2. ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ

    СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
    1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   15


    написать администратору сайта