Глава 8 УГЛЕРОДИСТЫЕ И УГЛЕРОДИСТО-МАРГАНЦЕВЫЕ (НИЗКОЛЕГИРОВАННЫЕ) СТАЛИ И ИХ СВАРИВАЕМОСТЬ

Назад: 7.3 Технологические рекомендации по сварке чугунов

8.1 Общая характеристика сталей

Для сварных конструкций общего назначения применяют конструкционные углеродистые стали обыкновенного качества (ГОСТ380-88).

Углеродистую сталь обыкновенного качества по ГОСТ 380-88 изготавливают 20 марок: БСт1кп, ВСт2кп, ВСт3пс, БСт3Гпс и т.д. Эти стали экономичны, однако содержат повышенное количество примесей, газов и неметаллических включений, снижающих их механические и технологические свойства. Структура этих сталей в состоянии поставки – феррито-перлитная.

Повышение технологических свойств сталей (обрабатываемость, штампуемость, свариваемость и т.д.) достигается использованием качественных углеродистых сталей, отличающихся пониженным содержанием Р и S. К этим сталям согласно ГОСТ 1054-84 относятся 26 марок: 08кп, 10, 15, 20, 30, 45 и т.д. Содержание вредных примесей (S и Р) в них допускается не более 0,035 % каждого. Структура – феррит+перлит. Качественные стали чаще всего применяют в горячекатаном, нормализованном и улучшенном (закалка+отпуск) состояниях. Химические составы, механические свойства, нормируемые показатели свойств указанных сталей приведены в указанных ГОСТах и могут быть определены по справочникам (каталогам). [12,13]

В сварных конструкциях ответственного назначения для снижения их веса (иногда до 30 %) более высокой прочности материала используют конструкционные низколегированные стали, выпускаемые по ГОСТ 19281-89, ГОСТ 19282-89, ГОСТ 5521-86 и многочисленным специальным техническим условиям. Стали легируют таким образом, чтобы повышение значений _в и _т сопровождалось сохранением достаточной пластичности , ударной вязкости КСU и обеспечивалась бы удовлетворительная свариваемость. Основными легирующими в этих сталях являются марганец и кремний, поэтому их часто называют углеродисто-марганцевыми или кремнемарганцевыми. Суммарное содержание всех легирующих в сталях составляет не более 2...4 % и распределяется примерно следующим образом: Mn 2,0 %, Si 0,7...1,1 %, Cr, Ni, Cu 0,3 %. Упрочнение сталей достигается как за счет легирования твердого раствора и образования химических соединений, так и применения соответствующей термообработки. Примерами таких сталей могут служить 09Г2, 09Г2С, 09Г2Д, 14Г2, 17ГС, 10Г2С1, 10ХСНД.

Все стали, содержащие Mn и Si, поставляются, как правило, в термически обработанном состоянии (закалка + отпуск и т.п.), что существенно улучшает их вязкость, особенно при низких температурах (при Т = –40 ⁰С КСU 30 Дж/см²). Структура этих сталей в состоянии поставки – феррито-перлитная или перлитная, а после закалки с отпуском – сорбитная. Данные о составе и механических свойствах этих сталей подробно указаны в справочной литературе. [13]

Углеродистые и углеродисто-марганцевые низколегированные стали рекомендуются для сварки элементов строительных сооружений, подъемно-транспортных устройств и дорожных машин, оборудования нефтяной и газовой промышленности, судов, трубопроводов различного назначения, сельскохозяйственных машин, автомобильного и железнодорожного транспорта и т.д. Температурная область их использования охватывает интервал от –40 ⁰С до +425 ⁰С для углеродистых и от –70 ⁰С до +475 ⁰С для низколегированных сталей.

Далее: 8.2 Свариваемость углеродистых и углеродисто-марганцевых сталей.