Зварюваність легованих сталей: вплив легуючих елементів, погіршення

Легована сталь — це сплав металів. Основним елементом у ньому є залізо, доповнюється вуглецем, кількість якого впливає на якість і сорт стали. До складу цього матеріалу навмисно додається один або кілька елементів, крім вуглецю, для створення необхідної якості.

Види стали.

До легирующим елементам відносять:

  • молібден;
  • хром;
  • ванадій;
  • нікель;
  • марганець;
  • бор.

Завдяки легування підвищується корозійностійкість стали, її твердість, довговічність і інші якості. Щоб мати повне уявлення про цей матеріал, необхідно розглянути властивості зварюваності легованих сталей.

Основні види легованої сталі і її властивості

Легована сталь підрозділяється на три види:

  • низколегированная, легуючі елементи в якої не перевищують 2.5%;
  • середньолегованих, з елементами від 2.5 до 10%;
  • високолегована, де елементів міститься більше 10%.

Залежно від переважання тих чи інших елементів, сталь так і називається, наприклад хромистая, ванадиевая, хромонікелева і т.д. Кожна легована сталь маркується по буквах: Х — хромистая, М — молібденова, В — вольфрамова, Ф — ванадиевая, Г — марганцева, К — кобальтова, Р — борна, Ю — алюмінієва, З — кремнієва, Т — титанова, Б — ниобиевая , А — азотна.

Властивості і призначення легованих сталей.

Незалежно від своєї марки, така сталь підрозділяється за типами:

  • нержавіюча;
  • жаростійкий;
  • кислотостійка;
  • окаліностойкость.

Завдяки розділах за типами визначається область застосування кожного виду матеріалу.

Низьколегований матеріал: характеристики

Низьколеговані вироби найбільш поширені, так як властивості таких матеріалів модифікуються різними елементами. Це необхідно для того, щоб забезпечити максимальну твердість, корозійну стійкість, міцність, а також ударну в’язкість, на відміну від матеріалу, що містить вуглець. Щоб домогтися подібних якостей, сплави піддають термообробці.

У разі коли в низьколегованих виробі великий відсоток вуглецю, найчастіше воно важко зварюється. Ну, а при зниженні вуглецю від 0.1 до 0.3% зварюваність максимально збільшується, збільшується і формуемость зі збереженням міцності.

До найпопулярнішого варіанту належить нержавіюча сталь. Такий матеріал містить мінімум 10% хрому. Вона здатна протистояти утворенню корозії і плям, на відміну від звичайної модифікації.

Зварюваність легованої сталі

Легована сталь знайшла своє широке застосування в конструкціях мостів, високих вежах і підйомному обладнанні.

Схема особливостей зварювання високолегованих сталей.

Завдяки підвищеній ударної міцності, твердості, еластичності, використовуючи інноваційні дизайни, зварюються найбільш легкі конструкції і при цьому відбувається значна економія.

Зварюється подібна композиція досить непросто, і цей процес є складним, який потребує знань і підготовки.

Проблема може полягати в тому, що термічна обробка загартованої сталі може привести до розтріскування, в разі якщо не вжити заходів обережності при зварюваності сталей.

Властивості стали, такі як міцність, твердість і пластичність, забезпечуються впливом спеціальних температур. Це називається загартуванням і відпусткою.

Принцип гарту полягає в зростаючому нагріванні металу в печах до необхідної температури. Сталь при такій температурі знаходиться певний час, далі різко піддається охолодженню до кімнатної температури.

Спочатку загартована сталь є крихкою, а для відновлення пластичності важливо провести другий етап загартування, при якому сталь нагрівається проміжною температурою протягом необхідного часу і далі піддається охолодженню.

Подібні процеси здатні змінювати мікроструктуру сталі, щоб надати їй необхідні механічні властивості. Навіть незважаючи на те що, використовуючи різні способи зварювання, легована сталь піддається неодноразовому процесу нагрівання та охолодження.

При загартуванню, так само як і при зварюванні, матеріал набуває твердість, крихкість і схильність до розтріскування через внутрішньої напруги.

Важливий фактор — це підвищення температури і швидкість охолодження, а також присутність легуючих складових (їх кількість).

Чим небезпечний звичайний водень?

Заходи попередження деформування зварних виробів з легованої сталі.

При зварюванні легованої сталі найнебезпечнішим з газів є водень, так як він здатний спровокувати утворення тріщин. Як правило, він може проникнути з вологими електродами або при інших обставинах, пов’язаних з неякісною обробкою швів.

Найчастіше він поглинається при розплаві в атомарної формі, під час підвищення температур, внаслідок чого він відхиляється.

Так, застосування нізководородних електродів використовують при зварюванні сплавів стали в обмеженому місці. Такі електроди повинні зберігатися в сухих місцях, щоб уникнути вбирання вологи.

Особливості зварювання легованої сталі

При зварюванні подібної стали можна використовувати будь-які методи, вибір яких може залежати тільки від цілей економії і практичності.

Але все-таки важливо дотримуватися заходів безпеки. До них відноситься:

  • мінімальний витрата водню;
  • нагрівання зварюваного матеріалу.

Це необхідно, щоб виключити холодні тріщини. З урахуванням цих причин екранована зварювання повинна проводитися із застосуванням нізководородних електродів. При цьому вибір присадочного металу повинен відповідати металу, що зварюється шва не по хімічному складу, а з урахуванням механічних властивостей, які утворюються в процесі термообробки. Більшість електродів не відповідає прийнятим стандартам спеціального призначення.

Зміст газу вольфраму в дугового зварювання є оптимальним, для того щоб мінімізувати вміст водню.

Зварювання легованої сталі повинен виконувати тільки кваліфікований майстер і з дотриманням технологічних правил. Сварка повинна проводитися в найкоротші терміни і бажано в безперервному режимі. Зварювати сталь, схильну до утворення тріщин, слід в закритому просторі, де температура повинна бути не нижче 40 градусів.

Зварюваний матеріал повинен бути абсолютно чистим і сухим, і на ньому не повинно бути вологих утворень. Сварка повинна виконуватися при постійному змінному струмі, який вибирається з урахуванням товщини стали.

При обробці високолегованої сталі можна застосовувати також ручне дугове або механізоване зварювання із застосуванням флюсу або з використанням захисних газів.

Ссылка на основную публикацию