Сплавы цветных металлов

Стали

Стали и сплавы. Выбор основного металла

В выборе основного металла в известной степени нет свободы, так как он обусловлен тем изделием, которой надо изготовить. Поэтому основной металл выбирается на стадии проектирования самой контсрукции, а не разработки технологии сварки.

Выбор основного металла обусловлен особенностями сварных конструкций, требованиями, предъявляемыми к ним. К числу важнейших из них относятся прочностные показатели (s_в, s_0.2 ,HRC), пластические (ударная вязкость a_н - KCV/KCU/, s_0.2), особые свойства - коррозионная стойкость на воздухе или в агрессивных средах, способность работать при повышенных температурах, высокая тепло- и электропроводность иряд других. Однако важнейшим требованием для изготовления сварных конструкций является свариваемость металла, т.е. возможность получения качественных сварных соединений. Не все металлы обладают таким свойством.

Сталями называют сплав железа с углеродом (до 1.5%) и некоторыми другими (легирующими) элементами до 40%. Большинство сталей хорошо или удовлетворительно свариваются (имеют хорошую свариваемость) и широко используются для изготовления сварных конструкций.

По содержанию углерода стали классифицируют на низкоуглеродистые ([С] до 0.25%), среднеуглеродистые (до 0.46%), высокоуглеродистые (до 0.75%).

ГОСТ 380-94 на углеродистые стали обыкновенного качества предусматривает три группы по степени раскисления:

- кипящие стали - “КП”;

- спокойные стали - “СП”;

- полуспокойные стали- “ПС”.

ГОСТ предусматривает поставка сталей по трем группам:

- А - гарантированные механические свойства:

- Б - гарантированный химический состав (по элементам Si, Mn, C, P, S, As, Ni, Cr, Mo):

-В - то и другое.

Так, например, сталь ВСт3СП - спокойная (раскисленная) сталь, поставляемая с гарантированными мех.свойствами и химсоставом. Число 3 обозначает группу сталей с зависимости от химического состава. Большие числа (0...6) соответствуют более высокому содержанию легирующих элементов и в первую очередь, углерода.

Углеродистые качественные стали поставляются по ГОСТ 1050-88. Они имеют повышенное содержание легирующих элементов и в наименовании марки стали указывают основные из них. Элементы обозначают буквами русского алфавита, рядом с обозначением элемента указывают его содержание (в целых процентах), если оно более 1%:

Никель - Н Титан - Т

Бор - Р Кремний - С

Хром - Х Молибден - М

Марганец - Г Ниобий - Б

Вольфрам - В Ванадий - Ф

Алюминий - Ю Медь - Д

Азот - А

Перед содержанием легирующих элементов указывают содержание углерода в сотых долях процента.

Так, например, обозначение стали Сталь 20Г означает, что содержание углерода в ней не превышает 0.20%, а марганца содержится примерно1%.

Низколегированные стали выпускают в соответствии с ГОСТ 19281-89, 19282-73. Низколегированными сталями называют стали, содержащие один или несколько легирующих элементов в количестве до 2% при их суммарном количестве не более 5%. Для легирования таких сталей применяют в основном Si, Mn, Cr, Ni. Легирование определенными элементами придает стали особые качества. Так, для повышения прочностных характеристик добавляют Cr, Mo, V. Для измельчения зерна с целью повышения пластичности и снижения склонности к трещинам применяют Nb. Si и Mn применяют для раскисления сталей - удаления кислорода. При этом повышются механические свойства металла. Mn также сниженает склонности к горячим трещинам, нейтрализуя вредное влияние S. Ni снижает склонность к холодным трещинам, но его использование экономически не выгодно.

К низколегированным сталям относятся широко применяемые в промышленности и строительстве 16ГС, 10ХСНД, 15ХСНД, 20ХГСА, 15ХМА, 09Г2С, 10Г2.

Широко применяются стали, предназначенные для работы в особых условиях: высокая температура до 600° (теплоустойчивые), высокая температура свыше 600° (жаростойкие), контакт со средой, вызывающей коррозию (коррозионностойкие или нержавеющие). Как правило, эти стали являются высоколегированными (суммарное содержание легирующих элементов более 5%, а иногда превышает и 40-60% - тогда они назваются сплавами на основе железа)

Алюминиевые сплавы широко применяются для изготовления сварных конструкций. В сварочном производстве применяют сплавы алюминия с магнием АМг, АМг3, АМг6. При добавлении меди образуются высокопрочные дюралюминиевые сплавы, однако в сварных конструкциях их применять нецелесообразно из-за сильного разупрочнения зоны сварного соединения.

Титановые сплавы также применяются для изготовления сварных конструкций, так как сохраняют высокую прочность и износотойкость при повышенных температурах.

Магниевые сплавы используют весьма редко из-за их низкой прочности.

Медные сплавы и чистая медь хорошо свариваются. Они имеют высокую теплопроводность и электропроводнсть и применяются в основном для проводников тепла в различных теплообменных агрегатах, как электропроводники.

Дата добавления: 2014-01-06