Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!
Сплав, що поєднує в собі вуглець і інші легуючі елементи, на основі заліза називається сталлю. Він добре деформується при певних температурах. Максимальний вміст вуглецю в вуглецевих і низьколегованих сталях близько 2%, високолеговані мають до 2, 5%. Ділять низьколеговані і леговані стали по 5% позначці металевих легуючих елементів.
фази
Отже, все стали - це сплав заліза з вуглецем, однак, навіть стали загального призначення мають деякі кількості марганцю і кремнію, а також фосфору і сірки. Вуглець в таких сталях присутній на рівні від 0, 05 до 1, 0%.
Залізо легируют вуглецем по особливим сценарієм, механізм даної системи сплавів є двоступінчастим. Перший етап характеризується з'єднанням заліза з 6, 67% вуглецю, при цьому утворюється карбід заліза, частіше званий цементитом.
Тому звичайна сталь при кімнатній температурі складається з цементиту і фериту. Це фази. Якщо сталь нагріти до 725 градусів, то станеться розчинення цементиту в залозі і утворюється наступна фаза - аустеніт. Будь-яка сталь піддається тільки трьом змінам, в той час як структур і їх сумішей може бути багато.
Характеристики стали 10ХСНД
Сталь відноситься до класу конструкційних і низьколегованих, застосовується для:
- зварювання металоконструкцій.
- виготовлення різних деталей, які повинні мати підвищену міцність і стійкістю до корозії з обмеженням ваги, здатні витримувати температуру від -70 до 450 градусів.
Сталь 10ХСНД складається з наступних хімічних елементів: кремнію, міді, миш'яку, марганцю, нікелю, фосфору, хрому, азоту, сірки.
особливості зварювання
Так як сталь низьколегована, то це означає, що вона добре зварюється. Але легуючі елементи обумовлюють можливість виникнення гартівних структур в зоні термічної обробки. Якщо до цього додадуться несприятливі фактори, то це може привести до зменшення її стійкості проти холодних тріщин. Також легуючі елементи здатні знизити опірність швів гарячим тріщин. Вони можуть погіршити або зменшити наслідки перегріву і схильність до крихкого руйнування стали в зоні температурного впливу і шві.
Особливо важкими для зварювання є термічно поліпшені сталі, разупрочняется в різних ділянках температурного впливу.
Даний клас стали вимагає певних навичок зварювання, так як найбільші труднощі виникають у зв'язку з придбанням необхідної ударної в'язкості металу шва і ділянки температурної обробки близько кордону сплаву. Низьколегованісталі з низькою стійкістю проти крихкого руйнування, які зазнали перегріву при електрошлакового зварювання, з'являються тоді, коли:
- значно укрупнюється аустенитное зерно і внутрізерновая структура,
- утворюється відманштеттовой структура і ферритні облямівки по межах зерен,
- підвищена крихкість ферритной основи металу,
- розвивається високотемпературна хімічна неоднорідність,
- перерозподіляються і виділяються по границях зерна карбідів або легкоплавкі сульфідні включення у вигляді полон і рядків.
Зниження стійкості перед крихким руйнуванням металу шва також викликають вищеперелічені причини. Сам метал під впливом зварювального нагріву піддається а-у-а перетворенню, в той час як в металі шва виникає тільки у-а перетворення. Даний факт плюс грубозернистого будови металу шва приводять до помітної хімічної неоднорідності, це стосується, головним чином, найбільш ліквірующіх домішок стали - вуглецю, фосфору і сірки.
Якщо застосовується електрошлаковий спосіб зварювання, то він надає рафінуються дію. Типовим для всіх методів дугового зварювання є шов по оксидним включень, він виключно чистий. Сульфіди і Фосфіди представлені нечисленне. При електрошлакового зварювання на властивості шва робить основний вплив виділення сульфідів, які мають вигляд плівок по кордонах зерен, що локалізуються, головним чином, в області осі шва, а також внутрікристалічної ізоляція фосфору, який збагачує ділянки фериту - вони збігаються з межами первинних кристалітів.
Неметалеві включення в шві розподіляються за допомогою спрямованості зростання кристалітів, вона залежить від режимів зварювання. Кількість сульфідів, які відтісняються до осі шва зростаючими кристаллитами, збільшується, ударна ж в'язкість шва знижується. Це відбувається завдяки збільшенню швидкості зварювання (швидкості подачі дроту) і глибині металевої ванни.
Кисень і азот, які знаходяться в твердому розчині, а також підвищена щільність дислокацій в шві, роблять менше опірність крихким руйнуванням.
Вимогам технічних умов, як правило, задовольняє ударна в'язкість шва і зони температурного впливу близько кордону сплаву в місцях перегріву і твердо-рідкого стану при кімнатній температурі після зварювання або відпустки. Якщо температурні умови більш низькі, то ударна в'язкість даних ділянок зазвичай низька. Тому вибір технології електрошлакового зварювання і наступної за нею термообробки залежить від умов експлуатації конструкції і стійкості низьколегованої сталі 10ХСНД і шва в з'єднанні за допомогою зварювальних робіт проти крихкого руйнування.
Щоб отримати з'єднання з високими властивостями існують деякі можливості. Для цього потрібно зробити деякі кроки по вибору:
- матеріалів з високими показниками стійкості до перегріву при електрошлакового зварювання,
- способу раціональної термообробки,
- визначених режимів,
- технологічних підходів зварювання.
До завдань технолога входить оцінка опірності крихкому руйнуванню шва і стали, зварювання якої відбувається в зоні термічного впливу, а також визначення щодо конкретних конструкцій і умов їх експлуатації раціональних способів підвищення властивостей сполук.
Стійкість стали до перегріву при способі електрошлакового зварювання визначається легуванням стали, яке істотно впливає на цей показник. Якщо легування відбувається раціонально, то він стає настільки високим, що ударна в'язкість металу близько кордонів сплаву відповідає вимогам уже після високого відпустки, не вдаючись до допомоги, яка поліпшує якість, високотемпературної обробки - нормалізації.
Сталь в порівнянні з іншими металами застосовується широко. Це важливий матеріал, він гнучкий в обробці і застосуванні. Дана властивість утворюється в результаті різних варіантів її структури, для їх досягнення застосовуються способи термічної обробки.