Сварка углеродистых и легированных сталей

Краткие сведения о сталях

Стали классифицируются по различным признакам, из которых основными являются: химический состав, способ получения и назначение сталей

По химическому составу стали подразделяются на углеродистые и легированные.

По назначению стали делят на конструкционные, инструментальные и стали с особыми физическими свойствами. Конструкционные стали, в свою очередь, подразделяют на строительные и машиностроительные.

Стали классифицируют также но способу выплавки, от которого зависит качество выплавки. Углеродистую сталь подразделяют на качественную, высококачественную и сталь обыкновенного качества.

По способу производства стали делят на конвекторные, мартеновские и электросталь. Кроме того, различают спокойную и кипящую сталь.

Сталь спокойной плавки при разливке в изложницы не кипит и выделяет мало газов. Она полностью раскислена (т. е. очищена от закиси железа) марганцем, кремнием, алюминием. Такая сталь спокойно затвердевает; слиток получается плотным с образованием наверху усадочной раковины.

Кипящая сталь при разливке кипит и выделяет большое количество газов. Это связано с тем, что сталь разливается не полностью раскисленной и при понижении температуры некоторое количество углерода вступает в ре­акцию с оставшейся закисью железа. Окись углерода не успевает выделиться из металла и остается в нем в виде газовых пузырьков.

Кипящая сталь хорошо штампуется (особенно при глубокой вытяжке) и сваривается, но по прочностным свойствам уступает спокойной стали.

При поставках сталь подразделяется на три группы:

Группа А — сталь, поставляемая по механическим свойствам;

Группа Б — сталь, поставляемая по химическому составу;

Группа В — сталь, поставляемая по механическим свойствам с дополнительными требованиями по химическому составу.

Кроме того, стали подразделяются и по другим признакам:

- структуре — перлитная, мартенситная, ферритная и т. д.;

- методам придания формы — катаная, кованая, литая и др.).

Углеродистые стали содержат от 0,1 до 0,7% углерода, небольшое количество марганца и кремния, а также вредные примеси фосфора и серы.

Углеродистые стали поставляются по ГОСТ 380-71 (углеродистая обыкновенного качества), ГОСТ 1050-74 (углеродистая качественная сталь), ГОСТ 5521-76 (стали для судостроения) и др.

Углеродистая сталь обыкновенного качества обозначается буквами Ст и цифрами от 0 до 6. Увеличение номера означает повышение содержания углерода и временного сопротивления. Буквы Б и В перед буквами Ст обозначают группу стали (группа А обычно в обозначении не указывается).

Степень раскисления указывается буквами после цифр: КП — кипящая, СП — спокойная, ПС — полуспокойная.

Для стали группы А установлены марки Ст0, Ст1, Ст2, СтЗ, СТ4, Ст5, Ст6; для стали группы Б — марки БСт0, БСт1, БСт2, БСтЗ, БСт4, БСт5, БСт6; для стали группы В установлены марки ВСт2, ВСт3, ВСт4, ВСт5.

Углеродистая качественная сталь маркируется двумя цифрами, обозначающими среднее содержание углерода в сотых долях процента, например, 05; 08; 10; 20 и т. д. до 60.

Углеродистую качественную сталь производят двух разновидностей (групп): группа I-с нормальным (0,25-0,8%) содержанием марганца, группа II-с повышенным содержанием марганца (от 0,7 до 1,2%). Для обозначения сталей группы II дополнительно вводится буква Г.

Степень раскисления указывается так же, как и для углеродистых сталей обыкновенного качества.

Легированные стали, кроме обычных для стали элементов и примесей, содержат элементы, которые специально вводятся в их состав для придания определенных физико-механических свойств. Вводимые элементы на­зываются легирующими.

Легированные стали в зависимости от содержания легирующих элементов подразделяются на низколегированные (до 2,5% легирующих компонентов), среднелегированные (от 2,6 до 10%) и высоколегированные (свыше 10%).

Легированные стали обозначаются группой цифр и букв, которые указывают примерный химический состав стали. Первые две цифры указывают среднее содержание углерода в сотых долях процента. Буква означает легирующий элемент, содержащийся в стали, а следующие за буквой цифры - среднее содержание элемента в процентах. Если содержание элемента менее 1%, то цифры за буквой не ставятся.

Например, запись 15Г2СФ означает, что сталь содержит 0,15% углерода, около 2% марганца (Г), менее 1% кремния (С) и 1% ванадия (Ф).

Классификация сталей по свариваемости

По свариваемости углеродистые стали условно подразделяются на четыре группы:

— 1 группа — хорошо свариваемые стали;

2 группа — удовлетворительно свариваемые;

3 группа — ограниченно свариваемые;

4 группа — плохо свариваемые.

Таблица 11

Свариваемость сталей

Класс сварива-емости	Марки сталей	Условия сварки
	1) Низкоуглеродистые стали, содержащие менее 0,23 углерода (марки ВСтЗ, СПб, ВСт4, ПС6, ВСтЗГПСб, В18ГСП5, М16С, СтТсп, ВСтЗКШ, 08, 10, 15 и т. п.) 2) Низколегированные низкоуглеродистые стали, содержащие менее 0,15% углерода (марки 10Г2С, 10Г2С1Д, 10Г2С1,10ХСНД, 12Г2СМФ, 12ГС и т. п.)	Свариваются без ограничений, независимо от толщины металла, температуры окружающей среды, жесткости изделия, в широком интервале режимов сварки
	1) Углеродистые стали, содержащие 0,22-0,3% углерода (марки 20, 25, Ст4 и др.) 2) Низколегированные низкоуглеродистые стали, содержащие 0,14-0,22% углерода (марки 14Г2АФ, 15ХСНД, 15Г2АФДпс, 16Г2АФ, 14ГСМФР и т. д.)	Свариваются с ограничениями по температуре окружающей среды (не ниже -5 'С), толщине (не боле 20мм) и жесткости при правильно выбранных технологических условиях сварки
	1) Углеродистые стали, содержащие 0,3-0,4% углерода (марки Ст5, 25, 35 и т. д.) 2) Низколегированные среднеуглеродистые стали, содержащие 0,22-0,3% углерода (марки 18Г2АФ, 20ХГСА и т. д.)	Свариваются с предварительным или сопутствующим подогревом
	1) Теплоустойчивые стали (марки 12ХМ, 15ХМ, 12ХШФ, 20ХМЛ, 15Х1МФ, 20ХМФЛ и т.д.) 2) Среднелегированные среднеуглеродистые стали (25ХГСА, ЗОХГСА) 3) Перлитные высоколегированные стали разных марок	Свариваются с подогревом и последующей термообработкой сварного изделия

Стали 1-й группы не склонны к образованию закалочных структур и поэтому свариваются без особых ограничений. Стали 2-й группы требуют строгого соблюдения режимов сварки, соответствия присадочного материала и т. д. - т. е. строгого соблюдения технологии. Стали 3-й группы склонны к образованию закалочных структур и поэтому для них требуются подогрев и последующая термообработка. Сварные швы при сварке сталей 4-й группы склонны к образованию трещин, а сварные соединения обладают пониженными свойствами. Стали этой группы свариваются с предварительным и сопутствующим подогревом, а также с немедленной термообработкой после сварки.

В таблице 11 приведены некоторые данные о свариваемости распространенных марок сталей.

Дата добавления: 2014-01-07