Основные сведения о сталях и их свариваемости

1.5.1. При изготовлении деталей вагонов применяют главным образом конструкционные низкоуглеродистые, среднеуглеродистые и низколегированные прокатные и литые стали, а также коррозионно-стойкие стали. Основным легирующим элементом в углеродистых сталях, определяющим механические свойства и свариваемость, является углерод. Стали с содержанием углерода до 0,25 % относятся к низкоуглеродистым, от 0,26 до 0,45 % — к среднеуглеродистым, от 0,45 до 0,8 % — к высокоуглеродистым. Углеродистые стали бывают обыкновенного качества и качественные. По степени раскисления стали обыкновенного качества подразделяются на спокойные (сп), полуспокойные (пс) и кипящие (кп).

Кипящая сталь содержит не более 0,07 % кремния, имеет неравномерное распределение серы и фосфора по толщине, склонна к старению и охрупчиванию. Полуспокойная сталь занимает промежуточное место между кипящей и спокойной сталями (ГОСТ 380—94 и ГОСТ 14637—89).

 

 

 

1.5.2. Стали, содержащие специально введенные элементы, называются легированными. Если содержание каждого элемента не превышает 2 %, а суммарное содержание легирующих элементов — 5 %, то сталь считается низколегированной. Применение низколегированных сталей (ГОСТ 19281—89) позволяет повысить прочность и надежность деталей и сварных конструкций, а также сопротивление атмосферной коррозии, в ряде случаев снизить их массу.

В табл. 1.4 и 1.5 показан характер воздействия легирующих элементов и примесей в стали на свариваемость, свойства и характеристики металла.

1.5.3. Технологическое свойство материалов образовывать в процессе сварки соединения, не уступающие по свойствам соединяемым материалам и отвечающим конструктивным и эксплуатационным требованиям, называется свариваемостью. В табл. 1.6 и 1.7 дана классификация сталей по группам свариваемости и приведены примеры распределения сталей по этим группам.

1.5.4. Марки металлов, применяемых при изготовлении и ремонте деталей и узлов вагонов, приведены в табл. 1.8.

Таблица 1.4.

Элемент (химический символ)	Обозначение элемента при маркировке	Содержание элемента в сталях.	Характер воздействия элемента
Хром (Сг)	Х	До 0,3 в низкоуглеродистых, 0,7—3,5 в конструкционных, 12—18 в хромистых, 9—35 в хромоникелевых	Повышает коррозионную стойкость и твердость. При нарушении технологии сварки образуются карбиды хрома, ухудшающие коррозионную стойкость и резко повышающие твердость в зоне термического влияния. Содействует образованию тугоплавких окислов, затрудняющих процесс сварки
Никель (Ni)	Н	0,2—0,3 в низкоуглеродистых, 1—5 в конструкционных, 8—35 в легированных	Повышает вязкость, хладостойкость, коррозионную стойкость, пластические и прочностные свойства стали, измельчает зерна, не ухудшая свариваемости
Молибден (Мо)	М	0,15—0,8	Увеличивает прочность стали при ударных нагрузках и высоких температурах, измельчает зерно, способствует образованию трещин в наплав ленном металле и зонах термического влияния. При сварке активно окисляется и выгорает
Элемент (химический символ)	Обозначение элемента при маркировке	Содержание элемента в сталях. %	Характер воздействия элемента
Углерод (С)	—   —	До 0,25 для углеродистых; до 0,18 для низколегированных Более 0,25	Одна из важнейших примесей, определяющих прочность,вязкость, закаливаемость и особенно свариваемость стали, не ухудшая ее. Свариваемость резко ухудшается по мере повышения содержания углерода, в зонах термического влияния образуются структуры закалки, приводящие к трещинам. Повышенное содержание углерода в присадочном материале вызывает при сварке пористость металла шва
Марганец (Мп)	Г — стали, Мн — бронзы, латуни	0,3-0,8   1,8—2,5     11—12 в сталях типа Г13Л	Сварку не затрудняет, повышает сопротивляемость образованию технологических трещин (до 1,6%)     Могут появиться трещины, способствует увеличению закаливаемости стали   Обеспечивает высокую вязкость, износостойкость и повышенную наклепываемость. Происходит интенсивное выгорание марганца
Кремний (Si)	С — стали, К— латуни. бронзы	0,02—0,2     0,8—1,15 в спецсталях	Сварку не затрудняет   Свариваемость ухудшается из-за высокой жидкотекучести кремнистой стали и образования тугоплавких окислов кремния
Ванадий (V)	Ф	0,05-0,15 0,2—0,8 в спецсталях	Повышает прочность и вязкость металла. Сварку не затрудняет Способствует закаливаемости стали, чем затрудняет сварку
Вольфрам (\У)	В	0,18—1,8 в инструментальных и штамповых сталях	Резко увеличивает твердость стали и ее работоспособность при высоких температурах (красностойкость), но затрудняет процесс сварки, так как сильно окисляется
Титан (Ti)	Т	0,02—0,05 0,5—1,0 в коррозионно-стойких и жаропрочных сталях	Повышает прочность и вязкость металла. Сварку не затрудняет Повышает коррозионные свойства

Окончание табл. 1.4

Элемент (химический символ)	Обозначение элемента при маркировке	Содержание элемента в сталях, %.	Характер воздействия элемента
Ниобий (NЬ)	Б	0,5—1,0 в коррозионно-стойких и жаропрочных сталях	Повышает коррозионные свойства, при сварке коррозионно-стойких сталей типа 12Х18Н9 способствует образованию горячих трещин
Медь (Сu)	д	До 0,3	Повышает прочностные характеристики стали и улучшает коррозионные свойства. При больших содержаниях ухудшает свариваемость, способствует хладноломкости и образованию трещин по границам зерен
Сера (5)		До 0,05	Одна из наиболее вредных примесей в стали. Ухудшает свариваемость, вызывает образование горячих трещин
Фосфор (Р)	П	До 0,05	Вредная примесь в стали. Ухудшает свариваемость, повышает хладноломкость стали. В отдельных случаях используется для повышения атмосферостойкости стали

Таблица 1.5.

Характеристика стали	Влияние на характеристику
С	Si|	Мп	Р	S	Ni	Сг	Сu	V	Мо	Ti
Временное сопротивление	+	+	+	+	-	+	+	+	+	+	+
Предел текучести	+	+	+	+	-	+	+	+	+	+	+
Относительное удлинение	=	-	-	=					-	-
Твердость	+	+	+	+	-	+	+		+	+	+
Ударная вязкость	-	=	-	=	-	+	+				-
Усталостная прочность	+								+	+
Свариваемость	-	±	±	-				-	+	+	+
Стойкость против коррозии		-	+	+		+	+	+	+	+
Хладостойкость	-	±		+		-	-	-
Красноломкость	+	+			+					-

Примечания. 1.+ — повышает: ++ — значительно повышает; - — снижает, = — значительно снижает; 0 — не сказывается: ± — до определенных значений повышает, а затем снижает характеристику стали/

2. Кремний при содержании его до 0.4 % улучшает свариваемость и хладостойкость. а при содержании более 0,8 % снижает.

3. Марганец при содержании его до 1.6—1,8 % улучшает свариваемость.

 

 

Таблица 1.6.

Группа	Свариваемость	Характеристика стали
I	Хорошая	Свариваются любыми способами без применения особых приемов
II	Удовлетворительная	Для получения сварных соединений высокого качества требуется строгое соблюдение режимов сварки, применение специального присадочного металла, особо тщательная очистка свариваемых кромок и нормальные температурные условия сварки, а в некоторых случаях — предварительный и сопутствующий подогрев и термообработка
III	Ограниченная	Стали в обычных условиях сварки склонны к образованию трещин, перед сваркой их подвергают термообработке и подогреву до температуры в интервале от 250 до 400 "С с последующим отпуском после сварки
IV	Плохая	Качество сварных соединений пониженное. Швы склонны к образованию трещин. При сварке применяют сложные технологические приемы, обязательный подогрев изделия, предварительную и последующую термообработку

Таблица 1.7.

Свариваемость	Марка стали
Углеродистые, низко- или среднелегированные стали
Хорошая Удовлетворительная Ограниченная Плохая	Ст1кп, Ст1пс, Ст1сп, Ст2кп, Ст2пс, Ст2сп, Ст3кп, Ст3пс, Ст3сп, Ст4кп, Ст4пс. Ст4сп, Ст3Гсп, 09Г2, 09Г2Д, 10Г2БД, 09Г2С, 09Г2СД, 08, 10, 15, 20, 25, 15К, 20К, 15Х, 20Х, 12ХН2, 15НМ, 10ХСНД, 15ХСНД, 15Х, 15Л, 20Л Ст5сп, Ст5Гсп, 30, 35, 20ХГСА Ст6пс, Ст6сп, 40, 45, 50, 35ХМ, ЗОХГС, ЗЗХС, 20ХНЗА 60Г, 65Г, 50ХН, 50ХГ, 50ХГА, 55С2, 65, 75. 85, 60С2, 9Х, 55Л
Легированные стали
Хорошая Ограниченная	12Х18Н10Т, 10Х17Н1ЗМ2Т, 08Х22Н6Т 17Х18Н9Т, 2Х18Н9

Таблица 1.8.

Узлы и детали вагонов	Марка металла, применяемого при изготовлении и ремонте
Тележки
Ось колесной пары	Сталь по ГОСТ 4728—96
Колесо цельнокатаное	Сталь колесная ГОСТ 10791—89
Корпус буксы	Сталь 15Л, 25Л, ГОСТ 977—88
Крышка крепительная буксы	Сталь 15 по ГОСТ 1050—88
Рама боковая тележки грузового вагона	Сталь 15Л, 20Л, 20ГЛ, 20Г1ФЛ, ГОСТ 977—88
Рама тележки рефрижераторного вагона	Ст3сп по ГОСТ 380—94
Балка надрессорная тележки грузового вагона	Сталь 15Л, ЗОЛ, 20ГЛ, 20Г1ФЛ
То же рефрижераторного вагона	Ст3сп, ГОСТ 380-94
Клин	Сталь 25Л, чугун СЧ25
Планка фрикционная	Сталь 45, ГОСТ 1050—88
Балка соединительная	Сталь 09Г2С, ГОСТ 19281—89
Шпинтон	Сталь 25Л
Втулка шпинтона	Сталь 45, ГОСТ 1050—88
Гайка шпинтона	Ст3сп, ГОСТ 380—94
Подпятник	Ст3сп, ГОСТ 380—94
Коробка скользуна	Сварной вариант — Ст3сп, ГОСТ 380-94, литой вариант - сталь 25Л
Шкворень	Ст3сп, ГОСТ 380—94
Подвеска, тяга, серьга, валик, шайба опорная	Ст5сп, ГОСТ 380—94
Балка опорная, балка подрессорная, стержень предохранительный, тяга (поводок)	Ст3сп, ГОСТ 380—94
Планка подрессорная и надрессорная	Ст3, ГОСТ 380—94, сталь 15; сталь 20
Балка соединительная 8-осного вагона	Сталь 09Г2С
Пятник штампованный	Сталь 09Г2, 09Г2С, ГОСТ 19281—89; Cталь, ГОСТ 4728—96, сталь 20
Пятник литой	Сталь 20Л, 25Л, 20ФЛ. 20ФЮЛ. 20ГФЛ, 20Г1ФЛ, 20ГЛ, 20ГЛТ. ГОСТ 977—88
Подпятник штампованный	Сталь 09Г2, 09Г2С, ГОСТ 19281—89
Рама вагона
Балка хребтовая	Ст3сп, ГОСТ 380—94; сталь 09Г2, 09Г2Д, 09Г2С, 10Г2БД, 10Г2Б, ГОСТ19281—89
Балка концевая грузового вагона	Ст3сп; сталь 09Г2Д
Балка шкворневая и промежуточная грузового вагона	Ст3сп; сталь 09Г2, 09Г2Д, 10Г2Б
Пятник	Сталь 15Л, 20Л
Скользун рамы	Ст3сп
Детали кузова
Ферма грузового вагона	Сталь 09Г2, 10Г2БД, 10ХНДП, ГОСТ
Каркас кузова рефрижераторного вагона ЦМВГ и др.	19281—89, Ст3сп Сталь 09Г2, 09Г2Д, 10ХНДП, Ст3сп
Обшивка стен рефрижераторного вагона	Сталь 09Г2, 09Г2Д, 10ХНДП, СтЗ
Крыша вагона	Сталь 09Г2, 09Г2Д
Кузов крытого цельнометаллического грузового вагона	Ст3сп, сталь 09Г2, 09Г2Д, 10Г2БД, 10ХНДП
Пол цельнометаллический грузового и рефрижераторного вагонов	Сталь 09Г2Д
Узлы и детали вагонов	Марка металла, применяемого при изготовлении и ремонте
Балка надрессорная тележки грузового вагона	Сталь 15Л, 2ОЛ, 20ГЛ, 20Г1ФЛ
То же рефрижераторного вагона	Ст3сп, ГОСТ 380-94
Клин	Сталь 25Л, чугун СЧ25
Планка фрикционная	Сталь 45, ГОСТ 1050-88
Балка соединительная	Сталь 09Г2С, ГОСТ 19281-89
Шпинтон	Сталь 25Л
Втулка шпинтона	Сталь 45, ГОСТ 1050-88
Гайка шпинтона	Ст3сп. ГОСТ 380-94
Подпятник	Ст3сп. ГОСТ 380-94
Коробка скользуна	Сварной вариант – Ст3сп, ГОСТ380-94, литой вариант - сталь 25Л
Шкворень	Ст3сп. ГОСТ 380—94
Подвеска, тяга, серьга, валик, шайба опорная	Ст5сп, ГОСТ 380—94
Балка опорная, балка подрессорная, стержень предохранительный, тяга (поводок)	Ст3сп, ГОСТ 380—94
Планка подрессорная и надрессорная	Ст3, ГОСТ 380-94, сталь 15; сталь 20
Балка соединительная 8-осного вагона	Сталь 09Г2С
Пятник штампованный	Сталь 09Г2,09Г2С, ГОСТ 19281-89; сталь, ГОСТ 4728-96. сталь 20
Пятник литой	Сталь 20Л, 25Л, 20ФЛ, 20ФЮЛ, 20ГФЛ, 20Г1ФЛ, 20ГЛ, 20ГЛТ, ГОСТ 977-88
Подпятник штампованный	Сталь 09Г2, 09Г2С, ГОСТ19281-89
Рама вагона
Балка хребтовая	Ст3сп. ГОСТ 380-94; сталь 09Г2, 09Г2Д. 09Г2С, 10Г2БД, 10Г2Б. ГОСТ19281-89
Балка концевая грузового вагона	Ст3ст, сталь 09Г2Д
Балка шкворневая и промежуточная грузового вагона	Ст3сп; сталь 09Г2, 09Г2Д, 10Г2Б
Пятник	Сталь 15Л, 20Л
Скользун рамы	Ст3сп
Детали кузова
Ферма грузового вагона	Сталь 09Г2, 10Г2БД, 10ХНДП, ГОСТ19281-89, Ст3сп
Каркас кузова рефрижераторного вагона ЦМВГ и др.	Сталь 09Г2, 09Г2Д, 10ХНДП, Ст3сп
Обшивка стен рефрижераторного вагона	Сталь 09Г2, 09Г2Д, 10ХНДП. Ст3
Крыша вагона	Сталь 09Г2, 09Г2Д
Кузов крытого цельнометаллического грузового вагона	Ст3сп, сталь 09Г2, 09Г2Д. 10Г2БД, 10ХНДП
Пол цельнометаллический грузового и рефрижераторного вагонов	Сталь 09Г2Д
Узлы и детали вагонов	Марка металла, применяемого при изготовлении и ремонте
Двери вагонов: всех типов	Ст3, сталь 09Г2
Крышки разгрузочных люков полувагонов	Ст3. сталь 09Г2Д, 10ХНДП
Детали автосцепного устройства
Корпус автосцепки	Сталь 15ГЛ, 20ФЛ. ГОСТ 977-88, 20ГЛ. 20Г1ФЛ, ГОСТ 22703-91, 20Л с термообработкой
Замок	Сталь 20ГЛ. 20ФЛ, 20ГФЛ
Замкодержатель	Сталь 15Л. 20Л. 20ГЛ. 20ФЛ
Предохранитель замка	Литой вариант - сталь 20Л, ПЗФЛ, штампованный вариант – Ст3
Подъемник замка, валик подъемника	Сталь 20Л. 20ГЛ, 20ФЛ
Розетка ударная	Сталь 15Л, 20Л, 20ГЛ, 20ФЛ. 20Г1ФЛ
Центрирующая балочка	Ст3сп, сталь 20Л, 20ГЛ, 20Г1ФЛ
Подвеска маятниковая	Ст3сп
Детали центрирующего прибора	Сталь 15Л
Плита поддерживающая	Сталь 20Л
Корпус поглощающего аппарата: типа ЦНИИ Н-6 типа Ш-1-ТМ	Сталь 20ГЛ. ЗОГСЛ Сталь 27ГЛ, 32Х06Л. ГОСТ 977-88
Хомут тяговый	Сталь 20ГЛ. 20ФЛ, 20ГФЛ
Плита ударная	Литой вариант - сталь 20Л, штампованный вариант - сталь 38ХС. ГОСТ 4543-71, сталь 45
Упоры и упорные угольники	Сталь 15Л. 20ГЛ, 20ГФЛ, 20Г1ФЛ
Планка поддерживающая	Сталь 20Л, 20ГЛ, 20ФЛ, 09Г2, 09Г2Д, 09Г2СД
Державка и фиксирующий кронштейн	Сталь 25Л
Рычаг расцепкой	Ст3
Детали тормоза
Резервуар воздушный для автотормозов	Сталь 10ХНДП. сталь 15, Ст3сп
Цилиндр тормозной (корпус и передняя крышка)	Серый чугун СЧ15, ГОСТ 1412—85
Камера рабочая	Серый чугун СЧ 18
Магистраль тормозная	Сталь 20, 09Г2С, 10Г2, ГОСТ8733-74
Триангель	Сталь 09Г2СД, Ст3сп
Траверса	Сталь 09Г2Д, 09Г2СД
Башмак	Сталь 15Л, 20Л, 25Л, ГОСТ 977-88
Подвеска тормозного башмака, валик, детали ручного тормоза	Ст3сп
Кронштейн подвески башмака и вертикальных рычагов	Ст3сп, сталь 20Л. 25Л
Тяги и валики	Сталь 09Г2.09Г2Д
Узлы и детали вагонов	Марка металла, применяемого при изготовлении и ремонте
Рычаг тормозной и затяжка рычагов	Ст3сп, сталь 09Г2. 09Г2Д
Оборудование рефрижераторных вагонов секций ЦВ5. БМЗ-5 и АРВ
Блок цилиндров (дизель К-461М, К-771 и 4УD-21/15)	Чугун СЧ 18
Картер коленчатого вала	Чугун СЧ21
Головка цилиндра	Чугун СЧ24
Вал коленчатый	Сталь 40Х
Вал распределительный топливного насоса	Сталь 45
Коллектор всасывающий, глушитель, рама дизель-генератора, поддон дизеля, корпус масляного фильтра, корпус электроподогревателя, кожух вентилятора, решетка напольная, бак топливный, бак для воды, трубы системы водоснабжения	Ст3
Корпус масляного фильтра	Чугун СЧ24, СЧ21
Ванна масляная	Алюминиевый сплав АК7М2 (АЛ-14В), ГОСТ 1583-93
Устройство воздухонаправляющее, корпус топливного насоса, крышка топливного фильтра, картер шестерен и газораспределения, корпус и крышки регулятора оборотов	Тоже
Вал воздухонагревателя, вал асинхронного двигателя	Ст5сп
Вал ротора	Сталь 17ГС, ГОСТ 19281-89
Основание корпуса топливного насоса	Алюминиевый сплав АК5М, ГОСТ1583-93
Ресивер	Ст3, ГОСТ 380-94
Рама холодильного агрегата	Алюминиевый сплав АМг5
Кронштейн и крышка коромысла, крышки масляной центрифуги и коробки шестерен	Алюминиевый сплав АК7ч, ГОСТ1583-93
Корпус центробежного водяного насоса, крепление асинхронного двигателя, радиатор	Чугун СЧ18
Подвод	Алюминий А5ч, ГОСТ 11069—74
Щит подшипниковый	Чугун СЧ12
Вентилятор асинхронного двигателя, дефлектор	Алюминиевый сплав АК12, ГОСТ1583—93
Битумный полувагон
Бункер, опора	Ст3сп
Вагон-хоппер для перевозки сырья минеральных удобрений
Кузов, рама, крыша, крышка загрузочного, люка, днище бункера, дуга	Сталь 09Г2, Ст3сп
Крышка разгрузочного люка	Сталь 09Г2, Ст3, сталь 15
Лестница, вал, серьга, рычаги	Ст3
Тяга нижняя	Сталь 10ХСНД
Болт откидной, муфта	Ст5
Узлы и делит вагонов	Марка металла, применяемого при изготовлении и ремонте
Полувагон-хоппер для перевозки горячих окатышей и агломерата
Кузов, коньки	Сталь 09Г2Д, Ст3сп
Тяга, рычаг, вилка, кожух цилиндра	Ст3сп
Подшипник	Сталь 15Л
Рычаг и вилка поворота	Сталь 15Л, 20Л, 25Л. 35Л
Вал, шток	Сталь 45
Головка штока	Сталь 25Л
Защелка	Сталь 09Г2
Котлы цистерн
Для перевозки улучшенной серной кислоты (модель 15-1548.15.1601)	Двухслойная сталь 20К+ 10Х17Н13М2Т. ГОСТ 10885-85
Для перевозки поливинилхлорида (модель 15-1498), расплавленной серы (модель 15-1480, 15-1482), желтого фосфора (модель 15-1412, 15-1525), виноматериалов (модель 1542), плодоовощных соков (модель 15-1552)	Ст3 + 12Х18Н10Т, ГОСТ 10885-85
Для перевозки сульфанола (модель 15-1565)	Ст3 + 08Х22Н6Т, ГОСТ 10885-85
Для перевозки слабой азотной кислоты (модель 15-1404,15-1487), кислоты средней концентраций (модель 15-1426), амила (модель ЖАЦ-44)	Сталь 12Х18Н10Т, ГОСТ 7350-77
Для перевозки капролактама (модель 15-1552)	Сталь 08Х22Н6Т. ГОСТ 7350-77
Нефтебензиновые цистерны
Котел	Сталь 09Г2С
Наружная лестница с площадкой, хомут стяжной	Ст3сп
Узел крепления котла к хребтовой балке: листы шкворневой балки, лист лобовой, ребра, лапа, диафрагма	Сталь 09Г2С
Скользун	Ст3сп3
Пятник	Сталь 20Л
Детали крепления котла восьмиосной цистерны к раме	Сталь 09Г2С
Цистерны, для порошкообразных грузов
Устройство аэропневмовыгрузки	Ст3
Цистерны с теплоизоляцией
Кожух теплоизоляции котла Ст3
Цистерны для вязких грузов
Кожух	Ст3сп5

 

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: