 |
Характеристика материала А
|
|
|
|
Характеристика материала Ст3пс
| Марка: | Ст3пс |
| Классификация: | Сталь конструкционная углеродистая обыкновенного качества |
| Дополнение: | По ГОСТ 27772-88 сталь Ст3пс5 соответствует стали для строительных конструкций С245, сталь Ст3пс соответствует стали для строительных конструкций С275 |
| Применение: | Несущие элементы сварных и несварных конструкций и деталей, работающих при положительных температурах, арматура класса Ат400С |
| Зарубежные аналоги: | Известны |
Химический состав в % материала Ст3пс
ГОСТ 380 - 2005
| C | Si | Mn | Ni | S | P | Cr | N | Cu | As |
| 0.14 - 0.22 | 0.05 - 0.15 | 0.4 - 0.65 | до 0.3 | до 0.05 | до 0.04 | до 0.3 | до 0.008 | до 0.3 | до 0.08 |
Технологические свойства материала Ст3пс.
| Свариваемость: | без ограничений. |
| Флокеночувствительность: | не чувствительна. |
| Склонность к отпускной хрупкости: | не склонна. |
Механические свойства при Т=20oС материала Ст3пс.
| Сортамент | Размер | Напр. | sв | sT | d5 | y | KCU | Термообр. |
| - | мм | - | МПа | МПа | % | % | кДж / м2 | - |
| Трубы, ГОСТ 8696-74 | ||||||||
| Трубы, ГОСТ 10705-80 | ||||||||
| Прокат, ГОСТ 535-2005 | 370-480 | 205-245 | 23-26 | |||||
| Лист толстый, ГОСТ 14637-89 | 370-480 | 205-245 | 23-26 | |||||
| Арматура, ГОСТ 5781-82 | ||||||||
| Катанка, ГОСТ 30136-95 | 490-540 |
| Твердость Ст3пс, | HB 10 -1 = 131 МПа |
Физические свойства материала Ст3пс.
| T | E 10- 5 | a 10 6 | l | r | C | R 10 9 |
| Град | МПа | 1/Град | Вт/(м·град) | кг/м3 | Дж/(кг·град) | Ом·м |
Характеристика материала 35
| Марка: | |
| Заменитель: | 30, 40, 35г |
| Классификация: | Сталь конструкционная углеродистая качественная |
| Применение: | детали невысокой прочности, испытывающие небольшие напряжения: оси, цилиндры, коленчатые валы, шатуны, шпиндели, звездочки, тяги, ободы, траверсы, валы, бандажи, диски и другие детали. |
| Зарубежные аналоги: | Известны |
|
|
|
Химический состав в % материала 35
ГОСТ 1050 - 88
| C | Si | Mn | Ni | S | P | Cr | Cu | As |
| 0.32 - 0.4 | 0.17 - 0.37 | 0.5 - 0.8 | до 0.3 | до 0.04 | до 0.035 | до 0.25 | до 0.3 | до 0.08 |
Температура критических точек материала 35.
| Ac1 = 730, Ac3(Acm) = 810, Ar3(Arcm) = 796, Ar1 = 680, Mn = 360 |
Технологические свойства материала 35.
| Свариваемость: | ограниченно свариваемая. |
| Флокеночувствительность: | не чувствительна. |
| Склонность к отпускной хрупкости: | не склонна. |
Механические свойства при Т=20oС материала 35.
| Сортамент | Размер | Напр. | sв | sT | d5 | y | KCU | Термообр. |
| - | мм | - | МПа | МПа | % | % | кДж / м2 | - |
| Лист термообработ., ГОСТ 4041-71 | 4 - 14 | 480-640 | ||||||
| Трубы, ГОСТ 8731-87 | ||||||||
| Пруток калиброван., ГОСТ 10702-78 | Отжиг | |||||||
| Прокат, ГОСТ 1050-88 | до 80 | Нормализация | ||||||
| Прокат нагартован., ГОСТ 1050-88 | ||||||||
| Прокат отожжен., ГОСТ 1050-88 | ||||||||
| Лента отожжен., ГОСТ 2284-79 | 390-640 | |||||||
| Лента нагартован., ГОСТ 2284-79 | 640-930 |
| Твердость 35, Лист термообработ. ГОСТ 4041-71 | HB 10 -1 = 163 МПа |
| Твердость 35, Трубы ГОСТ 8731-87 | HB 10 -1 = 187 МПа |
| Твердость 35, Прокат горячекатан. ГОСТ 1050-88 | HB 10 -1 = 207 МПа |
| Твердость 35, Прокат калиброван. нагартован. ГОСТ 1050-88 | HB 10 -1 = 229 МПа |
| Твердость 35, Прокат калиброван. отожжен. ГОСТ 1050-88 | HB 10 -1 = 187 МПа |
Физические свойства материала 35.
| T | E 10- 5 | a 10 6 | l | r | C | R 10 9 |
| Град | МПа | 1/Град | Вт/(м·град) | кг/м3 | Дж/(кг·град) | Ом·м |
| 2.06 | ||||||
| 1.97 | ||||||
| 1.87 | 12.9 | |||||
| 1.56 | 13.6 | |||||
| 1.68 | 14.2 | |||||
| 14.6 | ||||||
| 15.2 | ||||||
| 12.7 | ||||||
| 13.9 | ||||||
| T | E 10- 5 | a 10 6 | l | r | C | R 10 9 |
|
|
|
Характеристика материала У7
| Марка: | У7 |
| Заменитель: | У8 |
| Классификация: | Сталь инструментальная углеродистая |
| Применение: | инструмент, который работает в условиях, не вызывающих разогрева рабочей кромки: зубила, долота, бородки, молотки, лезвия ножниц для резки металла, топоры, колуны, стамески, плоскогубцы комбинированные, кувалды. |
| Зарубежные аналоги: | Известны |
Химический состав в % материала У7
ГОСТ 1435 - 99
| C | Si | Mn | Ni | S | P | Cr | Cu |
| 0.65 - 0.74 | 0.17 - 0.33 | 0.17 - 0.33 | до 0.25 | до 0.028 | до 0.03 | до 0.2 | до 0.25 |
Температура критических точек материала У7.
| Ac1 = 730, Ac3(Acm) = 770, Ar1 = 700, Mn = 280 |
Технологические свойства материала У7.
| Свариваемость: | не применяется для сварных конструкций. |
| Флокеночувствительность: | не чувствительна. |
| Склонность к отпускной хрупкости: | не склонна. |
Механические свойства при Т=20oС материала У7.
| Сортамент | Размер | Напр. | sв | sT | d5 | y | KCU | Термообр. |
| - | мм | - | МПа | МПа | % | % | кДж / м2 | - |
| Лента холоднокатан. | до 1 | Состояние поставки |
| Твердость У7 после отжига, ГОСТ 1435-99 | HB 10 -1 = 187 МПа |
Физические свойства материала У7.
| T | E 10- 5 | a 10 6 | l | r | C | R 10 9 |
| Град | МПа | 1/Град | Вт/(м·град) | кг/м3 | Дж/(кг·град) | Ом·м |
| T | E 10- 5 | a 10 6 | l | r | C | R 10 9 |
Характеристика материала АМг2
| Марка: | АМг2 (другое обозначение 1520) |
| Классификация: | Алюминиевый деформируемый сплав |
| Применение: | для изготовления полуфабрикатов (листов, лент, полос, плит, профилей, панелей, труб, проволоки, штамповок и поковок) методом горячей или холодной деформации; коррозионная стойкость высокая |
| Зарубежные аналоги: | Известны |
Химический состав в % материала АМг2
|
|
|
ГОСТ 4784 - 97
| Fe | Si | Mn | Cr | Ti | Al | Cu | Mg | Zn | Примесей |
| до 0.5 | до 0.4 | 0.1 - 0.5 | до 0.05 | до 0.15 | 95.7 - 98.2 | до 0.15 | 1.7 - 2.4 | до 0.15 | прочие, каждая 0.05; всего 0.15 |
Примечание: Al - основа; процентное содержание Al дано приблизительно
| Примечание: По Изменению №1 замена: Mn до 0.6, Mg 1.8-2.6 |
Технологические свойства материала АМг2.
| Свариваемость: | без ограничений. |
Механические свойства при Т=20oС материала АМг2.
| Сортамент | Размер | Напр. | sв | sT | d5 | y | KCU | Термообр. |
| - | мм | - | МПа | МПа | % | % | кДж / м2 | - |
| Трубы, ГОСТ 18482-79 | ||||||||
| Пруток, ГОСТ 21488-97 | ||||||||
| Лента, ГОСТ 13726-97 | ||||||||
| Лента нагартован., ГОСТ 13726-97 | 265-215 | 3-4 | ||||||
| Профили отожжен., ГОСТ 8617-81 | ||||||||
| Профили, ГОСТ 8617-81 | ||||||||
| Плита, ГОСТ 17232-99 | 155-175 | 6-7 |
| Твердость АМг2, | HB 10 -1 = 45 МПа |
| Твердость АМг2 нагартованного, | HB 10 -1 = 60 МПа |
Физические свойства материала АМг2.
| T | E 10- 5 | a 10 6 | l | r | C | R 10 9 |
| Град | МПа | 1/Град | Вт/(м·град) | кг/м3 | Дж/(кг·град) | Ом·м |
| 0.71 | 47.6 | |||||
| 24.2 | ||||||
| 27.6 | ||||||
| T | E 10- 5 | a 10 6 | l | r | C | R 10 9 |
Характеристика материала А
| Марка: | А |
| Классификация: | Сталь для судостроения |
| Дополнение: | Сталь нормальной прочности |
| Применение: | Для производства проката, предназначенного для изготовления корпусов или других сварных конструкций судов и плавучих сооружений |
| Зарубежные аналоги: | Нет данных |
Химический состав в % материала А
ГОСТ 5521 - 93
| C | Si | Mn | Ni | S | P | Cr | N | Cu | As |
| до 0.21 | 0.15 - 0.35 | 0.4 - 1 | до 0.4 | до 0.04 | до 0.04 | до 0.3 | до 0.008 | до 0.35 | до 0.08 |
| Примечание: Допускается содержание марганца до 1.4 %. Также хим. состав указан в ГОСТ Р 52927-2008 |
Механические свойства при Т=20oС материала А.
| Сортамент | Размер | Напр. | sв | sT | d5 | y | KCU | Термообр. |
| - | мм | - | МПа | МПа | % | % | кДж / м2 | - |
| Прокат, ГОСТ 5521-93 | 400-490 | |||||||
| Прокат, ГОСТ 52927-2008 | 400-520 |
4.Опишите строение сварного щва при электродуговой сварке. Какие структурные изменения, протекащие в зоне термического влияния, при сварке сталей 20и 45 могут привести к снижению прочности сварного шва.
|
|
|
Строение сварного шва
В поперечном сечении сварной шов на шлифе имеет следующие четко выраженные зоны: металл шва, зона сплавления, зона термического влияния (ЗТВ), основной металл. С точки зрения качества сварного соединения больший интерес представляет ЗТВ, которую и рассмотрим.
Зона термического влияния - это участок основного металла около зоны сплавления, структура, свойства и ширина которого зависят от термического цикла, склонности к восприятию закалки и от свойств пластического деформирования при сварке.
ЗТВ состоит из зоны перегрева - перегретого металла, нагреваемого до температур, близких к температуре плавления, и отличающейся значительным укрупнением зерна и пониженной вязкостью; зоны нормализации, нагреваемой несколько выше температур критической точки А3 (диаграммы "железо-углерод") и характеризуемой значительным измельчением зерна; зона неполной перекристаллизации (частичной нормализации) с максимальной температурой нагрева, лежащей между критическими точками А, и А3, характеризуемой неравномерностью структуры металла, наличием мелких зерен, образовавшихся при перекристаллизации, и более крупных, не изменившихся зерен: участок рекристаллизации характеризуется восстановлением приблизительно равноосных зерен из деформированных, созданных процессом прокатки металла.
Затем зона неполной перекристаллизации переходит в зону сплавления, далее - основной металл.
Ширина ЗТВ в стали влияет на эксплуатационные качества сварного соединения, и чем эта зона шире, тем хуже прочностные показатели. Например, при электронно-лучевой сварке ширина ЗТВ ~ 0,6 мм, при автоматической сварке под флюсом - от 2 до 3,5 мм, при ручной дуговой сварке - 3,5-6,0 мм, а при газовой сварке - от 24 до 27 мм. Как правило, усталостные разрушения происходят в ЗТВ по зоне перегрева.
Повышенные скорости охлаждения металла шва способствуют увеличению его прочности, однако при этом снижаются пластические свойства и ударная вязкость. Это объясняется изменением количества и строения перлитной фазы. Скорость охлаждения металла шва определяется толщиной свариваемого металла, конструкцией сварного соединения, режимом сварки и начальной температурой изделия. Влияние скорости охлаждения в наибольшей степени проявляется при дуговой сварке однослойных угловых швов и последнего слоя многослойных угловых и стыковых швов при наложении их на холодные, предварительно сваренные швы. Металл многослойных швов, кроме последних слоев, подвергающийся действию повторного термического цикла сварки, имеет более благоприятную мелкозернистую структуру. Поэтому он обладает более низкой критической температурой перехода в хрупкое состояние. Пластическая деформация, возникающая в металле шва под действием сварочных напряжений, также повышает предел текучести металла шва. Свойства сварного соединения зависят не только от свойств металла шва, но и от свойств основного металла в околошовной зоне. Структура, а значит и свойства основного металла в околошовной зоне, зависят от его химического состава и изменяются в зависимости от термического цикла сварки. На рисунке 1 слева схематически показаны кривая распределения температур по поверхности сварного соединения в один из моментов, когда металл шва находится в расплавленном состоянии, и структурные участки зоны термического влияния на низкоуглеродистых и низколегированных сталях при дуговой сварке.
|
|
|
Рисунок 1. Схема строения зоны термического влияния сварного шва при дуговой сварке
При сварке низкоуглеродистых сталей на участке неполного расплавления металл нагревается в интервале температур между линиями солидуса и ликвидуса, что приводит к частичному расплавлению (оплавлению) зерен металла. Пространство между нерасплавившимися зернами заполняется жидкими прослойками расплавленного металла, который может содержать элементы, вводимые в металл сварочной ванны. Это может привести к тому, что состав металла на этом участке будет отличаться от состава основного металла, а из-за нерасплавившихся зерен основного металла — и от состава наплавляемого металла. Увеличению химической неоднородности металла на этом участке способствует и слоистая ликвация, а также диффузия элементов, которая может происходить как из основного нерасплавившегося металла в жидкий металл, так и наоборот. По существу этот участок и является местом сварки. Несмотря на его небольшую протяженность, свойства металла в нем могут влиять на свойства всего сварного соединения.
На участке перегрева в результате нагрева в интервале температур от 1100— 1150 0С до температур линии солидуса металл полностью переходит в состояние аустенита. При этом происходит рост зерна, размеры которого увеличиваются тем более, чем выше нагрет металл выше температуры точки АС3. Даже непродолжительное пребывание металла при температурах свыше 1100 0С приводит к значительному увеличению размера зерен. После охлаждения это может привести к образованию неблагоприятной видманштеттовой структуры. На участке нормализации (полной перекристаллизации) металл нагревается незначительно выше температур точки АС3, и поэтому он имеет мелкозернистую структуру с высокими механическими свойствами. На участке неполной перекристаллизации металл нагревается до температур между точками АС1 и АС3, поэтому этот участок характеризуется почти неизменившимися первоначальными ферритными и перлитными зернами и более мелкими зернами феррита и перлита после перекристаллизации, а также сфероидизацией перлитных участков.
На участке рекристаллизации металл нагревается в интервале температур от 500—550 0С до температуры точки АС1, и поэтому по структуре он незначительно отличается от основного. Если до сварки металл подвергается пластической деформации, то при нагреве в нем происходит сращивание раздробленных зерен основного металла — рекристаллизация. При значительной выдержке при этих температурах может произойти значительный рост зерен. Механические свойства металла этого участка могут несколько снизиться вследствие разупрочнения из-за снятия наклепа.
При нагреве металла в интервале температур от 100 до 500 0С (участок синеломкости) его структура в процессе сварки не претерпевает видимых изменений. Однако металл на этом участке может обладать пониженной пластичностью и несколько повышенной прочностью. У некоторых сталей, содержащих повышенное количество кислорода и азота (обычно кипящих), металл на этом участке имеет резко сниженную ударную вязкость и сопротивляемость разрушению.
|
|
|
